Искать реферат        
Рефераты на 5 с плюсом
С нашим сайтом написать реферат проще простого

Исследование электронной проводимости монокристаллов дийодиду свинцюв поляризационной ячейке

Категория: Физика, Астрономия     версия для печати   

Страница: [1] [2] [3] [4]

Исследование электронной проводимости монокристаллов дийодиду свинца

в поляризационной ячейке

Введение

Галогениды свинца является преимущественно ионными кристаллами с малой долей электронной составляющей проводимости (1-4 (. Дийодид свинца PbJ2 принадлежит к специфическим кристаллов, которые имеют слоистую структуру, и их электрофизические свойства наименее исследованы.

Влитературе представлены в основном противоречивые данные относительно характера электропроводности дийодиду свинца, причем большинство экспериментов было проведено на спрессованных образцах поликристаллического PbJ2.

В связи с возможностью использования PbJ2 как датчики ионизирующего излучения необходимо определить характер и параметры электронной проводимостиэтих кристаллов.

Одним из методов, который позволяет определять электронно-дырочную составляющую проводимости (ЕДСП) в твердых ионных кристаллах, где основными носителями электрического тока являются ионные дефекты, является метод поляризационной ячейки Вагнера (5 (, принадлежащего к методов электрохимии твердого тела.

Этот метод был успешно применен для определениямалой доли ЕДСП галогенидов меди (6 (, хлорида и бромида свинца (7 (, галогенидов серебра (8 (, азида серебра (9-10 (и других кристаллических веществ, которые имеют преимущественно ионная проводимость.

Целью настоящей работы было апробировать метод поляризационной ячейки Вагнера для исследования типа и величины электронной составляющей проводимости на монокристаллах дийодидусвинца, выращенных по модифицированным методом Бриджмена-Стокбаргера, и провести исследование величины ЕДСП в выбранном интервале температур.

Методика эксперимента

Объектом исследования были монокристаллы дийодиду свинца, которые получали за модифицированным методом Бриджмена- Стокбаргера из предварительно очищенных компонентов (свинца и йода). ОбразцыPbJ2 сколювалися за плоскостью, перпендикулярной к оси С, из монокристаллических слитков в виде пластинчатых дисков толщиной 0,5 — 2 мм и диаметром 10 мм. Получения монокристаллических слитков дийодиду свинца проводилось согласно методике, описанной в работах (11-12 (.

Измерения электропроводности монокристаллических образцов проводили на постоянномтоке на специально сконструированной нами установке. Измерительная ячейка с исследуемым образцом и электродами в виде «сэндвича» размещалась под колпаком вакуумного поста ВУП-4М. Измерения проводили в вакууме при остаточном давлении 10-2-10-3 Па или в атмосфере очищенного аргона при оптимальном давлении РAr = (0.2-0.9) (105 Па. В связи с возможностьюсублимации PbJ2 эксперименты в вакууме ограничивались максимальной температурой 526 К. Измерения в атмосфере аргона осуществляли в интервале температур 293-630 К.

Все измерения электропроводности монокристаллов были сделаны в направлении, параллельном оси С.

прижим электродов осуществлялся пружиной, которая обеспечивала усилия 14-17 кПа.Было определено, что при более высоких усилиях пружины при температурах происходит механическая деформация монокристалла.

Ток (И), который протекал через образец, регистрировался с помощью наноамперметра Р-341 и электрометра В7-29.
< br> Образец монокристалла дийодиду свинца поляризовался в ячейке (-) Pb (PbJ2 (C (+) при выбранной установившейсятемпературе и потенциале на графитовом электроде, меньшем по потенциалом разложения PbJ2, до достижения неизменного во времени значения тока. После регистрации этого тока при определенном потенциале на ячейку подавали новую напряжение, сопровождавшееся скачкообразным изменением тока.

В процессе новой поляризации ток начинал спадать и через некоторое время устанавливалосьновое значение стационарного тока. Такие циклы поляризации проводились в интервале потенциалов на графитовом электроде от 0,15 до 1,10 В.

За стационарными значениями тока определяли струмопотенциальни зависимости при различных постоянных температурах в интервале T = 364 — 526 K.
< br> постоянную температуру образца поддерживали с использованием системытерморегулирования на основе регулятора ВРТ-3М с точностью ± 1о.

осуществляли на постоянном токе при напряжениях, превышающих напряжения разложения PbJ2 в процессе нагрева и охлаждения образца с постоянной скоростью (2 град. / мин. Поверхности свинцовых пластинок, которые использовались как обратные электроды, перед каждым экспериментом тщательно полировалисьс целью удаления оксидной пленки.

Теоретическая часть

Метод поляризационной ячейки Вагнера (5 (основано на блокировании процессов разрядки ионов на инертном электроде. Поляризационная ячейка (ПК) состоит из исследуемого образца (PbJ2), который играет роль твердого электролита и двух электродов: обратного относительно электролита и индифферентногоэлектрода (графит или платина):

(+) C, J2 (г.) (PbJ2 ((C или Pt) (-) (1)

(-) Pb (PbJ2 ( (C или Pt) (+) (2)

Использование для исследования ячейки (1) требует плотной герметизации анода, чтобы избежать проникновения йода за пределы внешней поверхности этого электрода. В связи с определенными трудностями в обеспечении этой условия в конструкцииячейки, исследования проводились с использованием ПК с угольным анодом и свинцовым катодом (2).

Если к ячейке (2) приложить внешний потенциал U со знаком (+) на инертном электроде и меньше потенциала расписания PbJ2 (Um) на Pb i J2, то электролиз PbJ2 не будет происходить. В этом случае химические активности обоих компонентов (Pb i J2) имеютфиксированные значения на инертном (запирающей) электроде, причем они зафиксированы приложенным к элементу внешним потенциалом, а не химическим составом электрода. Если представить потенциал U, то парциальное давление йода на запирающей электроде будет таким, который был бы на правой стороне элемента образования, э.д.с. которого Е

Pb (PbJ2 (J2 (г), © (3)

Активностьсвинца на запирающей электроде будет такой же, которая была бы на правой стороне концентрационного элемента:

(К) Pb (PbJ2 (Pb (А). (4)

а (Pb аPb

Страница: [1] [2] [3] [4]

версия для печати

Читайте также:
Фотоприемники с внутренним усилением
Жизненный и творческий путь В. Булаенко
Мифологизм в художественном мире Л. Петрушевской ("Песни восточных славян")
Принципы и функции судебной речи
Проблемы и перспективы становления гражданского общества в Украине