Исследованы электрические свойства впервые синтезированного твердофазным методом бидопированного оксидного пирохлора состава Bi6/5Mn1/3Ni1/3Ta4/3O6 + ? (пр. гр. Fd-3m, а = 10,5038(9) ?). По данным сканирующей электронной микроскопии керамика характеризуется пористой микроструктурой, образованной хаотически ориентированными зернами продолговатой формы. Средний размер кристаллитов, определенный рентгенографически, составляет 65 нм. Электрические свойства образцов исследованы с помощью анализатора иммитанса при температурах 100…450 ?С в частотном диапазоне 25…106 Гц. Построена электрическая модель образца в виде эквивалентной схемы, на основе которой рассчитаны относительная диэлектрическая проницаемость (?25), тангенс угла диэлектрических потерь (4·10–3 при частоте 106 Гц) и энергия активации сквозной электропроводности (0,7 эВ). Установлены два поляризационных механизма. Электронная поляризация доминирует в области высоких частот. При низких частотах наблюдается ионо-миграционная поляризация, по своим параметрам близкая к теоретической модели Варбурга.
Кристина Николаевна Паршукова – бакалавр кафедры химии, Сыктывкарский государственный университет, Сыктывкар, Россия
Николай Александрович Секушин – доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории материаловедения, Институт химии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар, Россия
Надежда Алексеевна Жук – кандидат химических наук, доцент, старший научный сотрудник лаборатории неорганического материаловедения, Сыктывкарский государственный университет, Сыктывкар, Россия
1. Bongers P. F., Van Meurs E. R. Ferromagnetism in compounds with pyrochlore Structure // J. Appl. Phys. 1967. V. 38. P. 944–945.
2. Hiroi Z., Yamaura J.-I., Yonezawa S., Harima H. Chemical trends of superconducting properties in pyrochlore oxides // Physica C: Superconductivity and Appl. 2007. V. 460 – 462. P. 20 – 27.
3. Greedan J. E. Frustrated rare earth magnetism: Spin glasses, spin liquids and spin ices in pyrochlore oxides // J. Alloys Comp. 2006. V. 408 – 412. P. 444 – 455.
4. Murugesan S., Huda M. N., Yan Y., et al. Band-engineered bismuth titanate pyrochlores for visible light photocatalysis // J. Phys. Chem. C. 2010. V. 114. P. 10598 ? 10605.
5. Giampaoli G., Siritanon T., Day B., et al. Temperature in-dependent low loss dielectrics based on quaternary pyrochlore oxides // Prog. Solid State Chem. 2018. V. 50. P. 16 – 23.
6. Ajay Raj A., Anjana P. Anantharaman. Exploring the defect formation and ionic migration in A2Zr2O7 (A = La, Ce, Nd, and Gd) pyrochlore solid-state electrolytes // Ceram. Intern. 2024. V. 50(22). P. 48116 – 48126.
7. Matovi? B., Belozerova N. M., Kozlenko D. P., et al. High-pressure behavior of high-entropy A2B2O7 pyrochlore // Ceram. Intern. 2024. V. 50(24). P. 52649 – 52654.
8. Haiyan Guo, Kuibao Zhang, Yuxiang Li. Heavy-ion irradiation effects of high-entropy A2Ti2O7 pyrochlore with multi-elements at a site // Ceram. Intern. 2024. V. 50(12). P. 21859 – 21868.
9. Du M., Liu Sh., Ge Ya., et al. Preparation and effect of grain size on the thermal stability, phase transition, mechanical property, and photocatalytic property of pyrochlore (La0.2Nd0.2Sm0.2Gd0.2Y0.2)2Zr2O7 high-entropy oxide // Ceram. Intern. 2022. V. 48(14). P. 20667 – 20674.
10. Du J., Liu R., Wan F., et al. Study on La2(Hf1-x Tix)2O7 (x ? 0.20) pyrochlores for potential thermal/environmental barrier coating applications // Ceram. Intern. 2022. V. 48(22). P. 33563 – 33570.
11. Kang X., Li X., Chen X., et al. Novel NTC ceramics based on pyrochlore-type A2Ti2O7 (A = Sm, Eu, Y) titanates for high-temperature thermistors // Ceram. Intern. 2022. V. 48(6). P. 8773 – 8778.
12. Anantharaman A. P., Dasari H. P. Potential of pyrochlore structure materials in solid oxide fuel cell applications // Ceram. Intern. 2021. V. 47. P. 4367 – 4388.
13. Rahman R. A. U., Jain Ruth D. E., Ramaswamy M. Emerging scenario on displacive cubic bismuth pyrochlores (Bi,M)MNO7-? (M = transition metal, N = Nb, Ta, Sb) in context of their fascinating structural, dielectric and magnetic properties // Ceram. Intern. 2020. V. 46(10). P. 14346 – 14360.
14. Sun Sh., Liu Zh., Ti R., et al. Multiple dielectric relaxations and superior sonocatalysis of bismuth iron niobate pyrochlores via high-level Co-doping // Ceram. Intern. 2021. V. 47(5). P. 6049 – 6058.
15. Tang P., Cao Y., Li H., et al. The preparation of high-performance aqueous supercapacitor with high-entropy pyrochlore-type electrode and super-concentrated electrolyte // Ceram. Intern. 2022. V. 48(2). P. 2660 – 2669.
16. Mccauley R. A. structural characteristics of pyrochlore formation // J. Appl. Phys. 1980. V. 51. P. 290 – 294.
17. Vanderah T. A., Lufaso M. W., Adler A. U., et al. Subsolidus phase equilibria and properties in the system Bi2O3:Mn2O3±x:Nb2O5 // J. Sol. St. Chem. 2006. V. 179. P. 3467 – 3477.
18. Nguyen H. B., Noren L., Liu Y., et al. The disordered structures and low temperature dielectric relaxation properties of two misplaced-displacive cubic pyrochlores found in the Bi2O3–MO–Nb2O5 (M = Mg, Ni) systems // J. Sol. St. Chem. 2007. V. 180. P. 2558 – 2565.
19. Valant M. Dielectric relaxations in Bi2O3–Nb2O5–NiO cubic pyrochlores // J. Am. Ceram. Soc. 2009. V. 92. P. 955 – 958.
20. Rylchenko E. P., Makeev B. A., Sivkov D. V., et al. Features of phase formation of pyrochlore-type Bi2Cr1/6Mn1/6Fe1/6Co1/6Ni1/6Cu1/6Ta2O9+? // Lett. Mater. 2022. V. 12 P. 486 – 492.
21. Sun S. H., Xue Y., Yang D., et al. Bismuth pyrochlores with varying Fe/Co ratio for efficient multi-functional catalysis: structure evolution versus photo- and electro-catalytic activities // Chem. Engin. J. 2022. V. 448. P. 137580.
22. Piir I. V., Prikhodko D. A., Ignatchenko S. V., Schukariov A. V. Preparation and structural investigations of the mixed bismuth niobates, containing transition metals // Sol. St. Ion. 1997. V. 101 – 103. P. 1141 – 1146.
23. Zhuk N. A., Krzhizhanovskaya M. G., Sekushin N. A., et al. Novel Ni-doped bismuth–magnesium tantalate pyrochlores: structural and electrical properties, thermal expansion, X-ray photoelectron spectroscopy, and near-edge X-ray absorption fine structure spectra // ACS Omega. 2021. V. 6. P. 23262 – 23273.
24. Lasia А. Electrochemical impedance spectroscopy and its applications. New York: Springer Science+Business Media, 2014. P. 369.
25. Barsoukov E., Macdonald J. R. Impedance spectroscopy: theory, experiment and application // Wiley – Interscience. 2005. P. 606.
Статью можно приобрести
в электронном виде!
PDF формат
700 руб
DOI: 10.14489/glc.2026.05.pp.010-017
Тип статьи:
Научная статья
Оформить заявку
