Syntéza a elektrické vlastnosti objemových chalkogenidových skel obsahující stříbroSoubory tohoto záznamu
Datum publikování:
2010
Typ dokumentu:
disertační práce
Vedoucí práce:
Wágner, Tomáš
Signatura:
D23312
Stav práce:
Dokončená práce s úspěšnou obhajobou
Přístup k e-verzi:
práce není přístupná
Studijní obor:
Chemie a technologie anorganických materiálů
Abstrakt:Tato práce se zaměřila na syntézu a studium elektrických vlastností objemových
skel v obecném systému Agx(As0,33Ch0,67)100-x, kde Ch = S, Se, Te a jejich kombinace.
Hlavním cílem bylo sledovat elektrické vlastnosti v závislosti na koncentraci stříbra a
měnícího se chalkogenu. Detailně byly prostudovány tyto systémy: Agx(As0,33S0,67)100-x,
Agx(As0,33S0,335Se0,335)100-x, Agx(As0,33Se0,67)100-x a Agx(As0,33Se0,335Te0,335)100-x. Úroveň
koncentrace stříbra, kterou bylo možno zabudovat do základní chalkogenidové matrice
AsCh2, se lišila systém od systému. Do systému Agx(As0,33S0,67)100-x bylo možno
zabudovat až 26 at.% Ag; tato úroveň byla později zvýšena na 32 at.% Ag a je
pravděpodobné, že hraniční koncentrace leží ještě výše. Do systému
Agx(As0,33S0,335Se0,335)100-x bylo možno zabudovat až 26 at.% Ag, do systému
Agx(As0,33Se0,67)100-x 14 at.% Ag a do systému Agx(As0,33Se0,335Te0,335)100-x 20 at.% Ag.
Všechny vzorky byly připraveny přímou syntézou z prvků v evakuovaných křemenných
ampulích. Amorfní stav vzorků byl ověřován rentgenovou strukturní analýzou a jejich
mikroskopická homogenita skenovací elektronovou mikroskopií (SEM). Složení vzorků
bylo ověřováno rentgenovou fluorescenční analýzou (EDX – energy-dispersive X-ray
spectroscopy). Informace o struktuře jednotlivých fází u některých vzorků v systému
Agx(As0,33S0,67)100-x podala mikro-Ramanova spektroskopie. Elektrické vlastnosti
připravených skel byly studovány impedanční spektroskopií a potenciostatickou
chronoamperometrií. Hodnoty skelné transformace byly určovány modulovanou
diferenční skenovací kalorimetrií (MDSC).
Bylo zjištěno, že v objemových sklech systému Agx(As0,33S0,67)100-x,
Agx(As0,33S0,335Se0,335)100-x a pravděpodobně i v systému Agx(As0,33Se0,67)100-x nastává
s přídavkem stříbra fázová separace na stříbrem bohatší fázi a stříbrem chudší fázi.
Tento jev způsobuje perkolační průběh vodivosti s rostoucím obsahem stříbra, který je
způsoben náhlým propojením stříbrem bohatší, více vodivé fáze. Tato objemová
perkolace nastává v rozmezí 6 – 9 at.% Ag v závislosti na systému. U systémů s jasně
pozorovatelnými fázemi (Agx(As0,33S0,67)100-x a Agx(As0,33S0,335Se0,335)100-x) roste
v oblasti fázové separace vodivost přibližně lineárně, což naznačuje spolu s blízkými
hodnotami aktivačních energií pro separované vzorky nad perkolačním prahem, že
složení stříbrem bohatší fáze zůstává přibližně konstantní. Vodivost vzorků před
objemovým perkolačním prahem nebylo možno z důvodu vysokého odporu změřit, což
- 6 -
naznačuje velmi malou koncentraci stříbra ve stříbrem chudé fázi. V oblasti
homogenních skel vodivost rostla exponenciálně s rostoucí koncentrací stříbra. Skla
v systému Agx(As0,33Se0,335Te0,335)100-x byla mikroskopicky homogenní a jejich vodivost
s rostoucí koncentrací stříbra rostla přibližně exponenciálně. Spolu s celkovými
vodivostmi zjištěnými impedanční spektroskopií byla určována i zbytková elektronová
(děrová) vodivost potenciostatickou chronoamperometrií. Při této metodě bylo na
vzorek opatřený iontově-blokujícími elektrodami přivedeno stejnosměrné napětí a
z hodnoty ustáleného proudu po čase t byla vypočtena zbytková elektronová (děrová)
vodivost. Bylo zjištěno, že skla v systémech Agx(As0,33S0,67)100-x a
Agx(As0,33S0,335Se0,335)100-x jsou téměř výhradně iontovými vodiči, přechod od
amorfního polovodiče k smíšenému iontově – elektronovému (děrovému) vodiči byl
pozorován u systému Agx(As0,33Se0,67)100-x a u systému Agx(As0,33Se0,335Te0,335)100-x byla
vodivost již výhradně elektronová (děrová).
Druhým hlavním úkolem práce bylo sledovat elektrické vlastnosti skel v systému
Ga2S3 – GeS2 – AgX, kde X = Cl, Br a I. Přímou syntézou z prvků a AgX byly
v evakuovaných křemenných ampulích připraveny tyto vzorky: (100-2x)GeS2-xGa2S3-
xAgI (x = 15, 20, 25, 30 at.% Ag), 60GeS2-20Ga2S3-20AgX (X = Cl, Br a I). Byly tedy
sledovány dvě řady: v první rostl obsah jodidu stříbrného spolu se sulfidem gallitým,
v druhé řadě byly testovány vzorky s konstantní koncentrací halogenidu stříbrného, ale
měnila se jeho kvalita od chloridu, přes bromid po jodid. Amorfní stav vzorků byl
potvrzen rentgenovou difrakční analýzou. Vodivost skel tohoto typu rostla s rostoucím
obsahem AgI přibližně exponenciálně a pomocí potenciostatické chronoamperometrie
bylo potvrzeno, že připravená skla jsou téměř výhradně iontovými vodiči se
zanedbatelnou elektronovou (děrovou) vodivostí.
Součástí této práce je i kapitola s naznačenými perspektivními směry, kterými by
se mohl výzkum v oblasti amorfních iontových vodičů ubírat v blízké budoucnosti.
Název:
StehlikS_Synteza a ...
Velikost:
13.82Mb
Formát:
PDF
Popis:
NEPŘÍSTUPNÝ SOUBOR
Tento záznam se objevuje v následujících kolekcích |
VyhledáváníProcházet
Můj účet |