Дослідження електронної провідності монокристалів дийодиду свинцю в поляризаційній комірці

Результати експериментів та їх обговорення

Результати дослідження струмопотенціальних залежностей для монокристалів PbJ2 подано на рис. 1.

Рис 1. Струмопотенціальні залежності для поляризаційної комірки (–)PbPbJ2C(+)

Графіки залежностей від в інтервалі температур 363-526 К являли собою прямі лінії, що вказувало на дірковий характер ЕДСП в PbJ2, який перебуває у рівновазі зі свинцем. Проте нахил цих ліній був значно меншим за одиницю (табл. 1), тобто не виконувалося рівняння (13), запропоноване Вагнером 5.

Подібне відхилення від рівняння Вагнера було отримано і в праці Такахасі і Ямамото 13 при дослідженні струмопотенціальних залежностей в чистому і допірованому кадмієм йодиді міді (І). Автори 13 пояснюють це відхилення збільшенням частки електронної (діркової) складової провідності порівняно з йонною і частковим шунтуванням йонного струму в процесі вимірювання в ПК. У цьому випадку для визначення використовувалося рівняння, запропоноване Такахасі:

,(14)де k – поправочний коефіцієнт.

Можна припустити, що k – це константа, яка характеризує частку прикладеної напруги, яка використовується для створення в зразку градієнта хімічного потенціалу іонних струмонесучих дефектів.

У зв’язку з цим визначення в PbJ2 нами проводилося з використанням рівняння (14). Результати обрахунків графіків рисунка 1 подано в табл. 1.

Таблиця 1

Результати аналізу струмопотенціальних залежностей (рис.1) для деяких температур

Т (K)k (ом -1м –1)

U перегину (В)

3640,05 1,5110 - 90,82

3880,09 2,7610 - 90,70

4310,11 9,1 10 - 90,58

4600,10 1,8610 - 80,75

4800,08 6,2610 - 80,84

5260,10 9,9310 - 80,76

З таблиці видно, що в досліджуваному інтервалі температур значення константи k лежить в межах 0,05 – 0,11. У таблиці подано також значення критичних напруг, при яких графіки (рис.1) зменшують свій нахил (U перегину). Критичні напруги в PbJ2 у вказаному діапазоні температур перебувають у межах 0,58-0,84 В, що близько до потенціалу розкладу PbJ2, який можна обчислити за формулою:

,(15)

де – стандартна вільна енергія Гіббса утворення PbJ2 ( = -173,6 кдж/моль 14). Можливо також, що значення для монокристалічного і полікристалічного матеріалів будуть відрізнятися.