ВПЛИВ КАТІОННОГО ЗАМІЩЕННЯ НА ІОННУ МІГРАЦІЮ В СТРУКТУРІ ТИПУ ШЕЄЛІТУ

Volodymyr Shevchuk, Ihor Kayun

Анотація


Стерео-атомний аналіз структури кристалів застосований до сполук AMO4 (A=Ba, Ca, Cd, Pb, Sr; M=W, Mo) та твердих розчинів на їхній основі. Для розрахунків використано комплекс програм ТОРОS. Розглядаються 3D міграційні карти та елементарні канали міграції для іонів W в AMO4 зі структурою типу шеєліту.

Комп’ютерний розрахунок є важливим методом для дослідження структурних, електронних та інших фізичних властивостей реальних кристалів. Для іонної електроміграції в структурі кристалів застосовують спеціальну розрахункову програму ТОРОS. На основі ренгеноструктурних та елетронних властивостей іонів – вузлів гратки сполук AMO4 за допомогою вказаної програми розрахунку отримані карти провідності ймовірно мобільного іона. В статті візуалізовані шляхи міграції катіонів W/Mo і вивчаються канали ймовірної міграції катіонів, координованих вісьмома іонами кисню. Міграція двовалентних катіонів, тетредрично координованих киснем, малоймовірна в силу великого їхнього радіуса. При заміщенні іонів двовалентних металів в тетраедричних положеннях структури іншими, співрозмірними за величиною іонного радіуса, спостерігаємо близькі до лінійних зростаючі/спадні залежності довжини елементарних каналів міграції від зміни концетрації домішкових катіонів (зміни стехіометричних коефіцієнтів сполук від 0 до 1).

В статті показано, що розглянуті катіонні заміщення впливають також на форму каналів міграції катіонів W/Mo в структурі кристалів типу шеєліту. У випадку іонів великого радіуса, які заміщують іон з меншим радіусом (наприклад, Ва2+->Pb2+) спостерігаємо суттєві зміни форми шляху міграції ймовірних мобільних іонів та розмірів елементарних каналів міграції. Розрахунки показують, що зростання можливості формування каналів катіонної міграції в матриці кристалу, близьких до суцільних (такий тип шляху міграції вказує на реалізацію високоймовірної іонної провідності сполуки) при введенні іонів Ва2+ з великим іонним радіусом.

Ключові слова: ТОРОS, електро-міграція, ймовірна W/Мо міграція, міграційний канал, AMO4 (A=Ba, Ca, Cd, Pb, Sr; M=W, Mo), шеєліт.


Повний текст:

PDF (English)

Посилання


[1] Shevchuk V.N. Analysis of cation migration channels in PbWO4 / V.N. Shevchuk, I.V. Kayun // Proc. X-th Int. Scint and Pract. Conf. Electronics and Informattion Technologies ELIT-2018, Lviv, Ukraine, Ivan Franko National University of Lviv, Lviv. – 2018. – pp. B82-B84.

[2] Shevchuk V.N. Computer calculation of cation migration channels in scheelite structure / V.N. Shevchuk, I.V. Kayun // Proc. XI-th Int. Scint and Pract. Conf. Electronics and Informattion Technologies ELIT-2019, Lviv, Ukraine, Ivan Franko National University of Lviv, Lviv. – 2019. – pp. 238-241.

[3] Shevchuk V.N. Computer calculation of cation migration channels in scheelite structure / V.N. Shevchuk, I.V. Kayun // Chem. Met. Alloys. – 2019. – vol. 12. – pp. 61-70.

[4] Blatov V.A. Multipurpose crystallochemical analysis with the program package TOPOS / V.A. Blatov // IUCrCompCommNewsLetter. – 2006. – vol. 7. – pp. 4-38.

[5] Bakiz B. Luminescent properties under X-ray excitation of Ba(1-x)PbxWO4 disordered solid solution / B. Bakiz, A. Hallaoui, A. Taoufyq, A. Benlhachemi, F. Guinneton, S. Villain, M. Ezahri, J.-C. Valmalette, M. Arab, J.-R. Gavarri // J. Sol. St. Chem. – 2018. – vol. 258. – pp. 146-155.

[6] Hallaoui A. Influence of chemical substitution on the fotoluminescence of Sr(1-x)PbxWO4 solid solution / A. Hallaoui, A. Taoufyq, M. Arab, B. Bakiz, A. Benlhachemi, L. Bazzi, S. Villain, J.-C. Valmalette, F. Guinneton, J.-R. Gavarri // J. Sol. St. Chem. – 2015. – vol. 227. – pp. 186-195.

[7] Hallaoui A. Structural vibrational and photoluminescence properties of Sr(1-x)PbxMoO4 solid solution synthesized by solid state reaction / A. Hallaoui, A. Taoufyq, M. Arab, B. Bakiz, A. Benlhachemi, L. Bazzi, J.-C. Valmalette, F. S. Villain, Guinneton, J.-R. Gavarri // Mat. Res. Bull. – 2016. – vol. 79. – pp. 121-132.

[8] Taoufyq A. Structural, vibrational and luminescence properties of the (1-x)CaWO4) – xCdWO4 system / A. Taoufyq, F. Guinneton, J.-C. Valmalette, M. Arab, A. Benlhachemi, B. Bakiz, S. Villain, A. Lyoussi, G. Nolibe, J.-R. Gavarri // J. Sol. St. Chem. – 2014. – vol. 219. – pp. 127-137.

[9] Shevchuk V. Voronoi tessellation and migration way of ions in crystal / V. Shevchuk, I. Kayun // Proc. Fifth Int. Conf. on Analytic Number Theory and Spatial Tessellation, Kyiv, Ukraine, National Pedagogical Dragomanov University, Kyiv. – 2013. – pp. 83-84.

[10] Modern Crystallography. / B. K. Vainshtein, Ed., vol. 2, Moscow, Nauka, 1979. – p. 359.

[11] Blatov V.A. Voronoi-Dirichlet polyhedra in crystal chemistry: theory and applicaions / V.A. Blatov // Crystallogr. Rev. – 2004. – vol. 10. – pp. 249-318.

[12] Shevchuk V.N. Analysis of electromigration and structure of AWO4 (A=Ca, Cd, Pb, Zn) crystals using TOPOS program Complex / V.N. Shevchuk, I.V. Kayun // Chem. Met. Alloys – 2016. – vol. 9. – pp. 128-124,.

[13] Shevchuk V.N. Migration ways of ions in CaWO4 and BaWO4 crystals with scheelite-type structure / V.N. Shevchuk, I.V. Kayun // Proc. Int. Conf. Oxide Materials for Electronic Engineering – fabrication, properties and applications OMEE-2014, 2014, Lviv, Ukraine, Publ. House of Lviv Politechnic, Lviv. – 2014. – pp. 117-118.

[14] Sadikin Y. Superionic conduction of sodium and lithium in anion-mixed hydroborates Na3BH4B12H12 and (Li0.7Na0.3)3BH4B12H12 / Y. Sadikin, M. Brighi, P. Schouwink, R. Cerny // Adv. Energy Mater. – 2015. – vol. 5. – pp (1 of 6) 1501016.

[15] Goncalves R.F. Rietveld refinement, cluster modelling, growth mechanism and photoluminescence properties of CaWO4:Eu3+ microcrystals / R.F. Goncalves, L.S. Cavalcante, I.C. Nogueira, E. Longo, M.J. Godinho, J.C. Cczancoski, V.R. Mastelaro, I.M.Pinatti, I.L.V. Rosa, A.P.A. Marques // CrystEngComm. – 2015. – vol. 17 – pp. 1654-1666.

[16] Groenink G.A. Ëlectrical conductivity and defect chemistry of PbMoO4 and PbWO4 / G.A. Groenink, H. Binsma // J. Solid. State Chem. – 1979. – vol. 29. – pp. 227-236.

[17] Zhou Y. Charge transport by polyatomic anion diffusion in Sc2(WO4)3 / Y. Zhou, S. Adams, R.P. Rao, D.D. Edwards, A. Neiman, N. Pestereva // Chem. Mater. – 2008. – vol. 20. – pp. 6335-6345.




DOI: http://dx.doi.org/10.30970/eli.16.10

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.