Low-temperature synthesis of materials in the SrF2–ScF3 system and study of their electrical conductivity

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Using the “soft chemistry” method (precipitation of HF from aqueous solutions of strontium chlorides SrCl2 and scandium chloride ScCl3) nanocrystalline samples of (100 − x) SrF2 × xScF3, 3 ≤ х ≤ 33 mol % compositions with an average grain size of ~20 nm were synthesized. From a solution of 95SrCl2 × 5ScCl3 a single-phase solid solution of Sr0.97Sc0.03F2.03 with a fluorite structure (CaF2-type, space group F) with a unit cell parameter a = 5.7959 ± 0.0016 Å was obtained. On a ceramic sample prepared from it by cold pressing and heated to a temperature of 831 K, the ionic conductivity in the cooling mode was measured, which is 6.4 × 10−6 S/cm at 673 K. The activation energy of ion transfer is 1.13 ± 0.04 eV. The conductivity of nanocrystalline Sr0.97Sc0.03F2.03 exceeds the electrical conductivity of a single crystal of the same composition by 3.5 times and is ~10 times less than the electrical conductivity of a single crystal Sr0.92Sc0.08F2.08.

About the authors

I. I. Buchinskaya

National Research Centre “Kurchatov Institute”

Email: buchinskayaii@gmail.com

Shubnikov Institute of Crystallography, Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics

Russian Federation, Moscow

N. I. Sorokin

National Research Centre “Kurchatov Institute”

Author for correspondence.
Email: buchinskayaii@gmail.com

Shubnikov Institute of Crystallography, Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics

Russian Federation, Moscow

References

  1. Маклачков А.Г., Ипполитов Е.Г. // Изв. АН СССР. Неорган. материалы. 1970. Т. 6. № 9. С. 1713.
  2. Gredin P., de Kozak A., Quarton M. et al. // Z. Anorg. Allg. Chem. 1993. V. 619. № 6. P. 1088.
  3. Федоров П.П., Саттарова М.А., Спиридонов Ф.М., Соболев Б.П. // Журн. неорган. химии. 1987. Т. 32. № 1. С. 163.
  4. Федоров П.П., Трновцова Т., Мелешина В.А. и др. // Неорган. материалы. 1994. Т. 30. С. 406.
  5. Сорокин Н.И., Федоров П.П., Соболев Б.П. // Тез. докл. 10 симп. по химии неорган. фторидов. М., 1998. С. 153.
  6. Trnovcova V., Sorokin N.I., Fedorov P.P. et al. // Solid State Phenomena. 2003. V. 90–91. P. 439.
  7. Trnovcova V., Sorokin N.I., Fedorov P.P. et al. // Ionics. 2000. V. 6. P. 351.
  8. Сорокин Н.И., Соболев Б.П., Брайтер М. // ФТТ. 2002. Т. 44. № 8. С. 1506.
  9. Сорокин Н.И. // ФТТ. 2018. Т. 60. № 4. С. 710.
  10. Trnovcova V., Fedorov P.P., Buchinskaya I.I. et al. // Solid State Ionics. 1999. V. 119. P. 181.
  11. Сульянова Е.А., Сорокин Н.И., Каримов Д.Н. и др. // Кристаллография. 2009. Т. 54. № 4. С. 612.
  12. Сорокин Н.И., Кривандина Е.А., Жмурова З.И. и др. // Материалы II Уральского кристаллографического совещания “Кристаллография-98”. Сыктывкар, 1998. С. 80.
  13. Маякова М.Н., Кузнецов С.В., Воронов В.В. и др. // Журн. неорган. химии. 2014. Т. 59. № 7. С. 988. https://doi.org/10.7868/S0044457X14070228.
  14. Бучинская И.И., Сорокин Н.И. // Журн. неорган. химии. 2023. Т. 68. № 7. С. 877. https://doi.org/10.31857/S0044457X23600044.
  15. Кузнецов С.В., Осико В.В., Ткаченко Е.А., Федоров П.П. // Успехи химии. 2006. Т. 75. № 12. С. 1193. https://doi.org/10.1070/RC2006v075n12ABEH003637
  16. Karimov D.N., Buchinskaya I.I., Arkharova N.A. // Crystals. 2019. V. 9. № 7. Р. 371. https://doi.org/10.3390/cryst9070371
  17. Petricek V., Dusek M., Palatinus L. // Z. Kristallogr. — Cryst. Mater. 2014. B. 229. S. 345.
  18. Болдырев В.В. Экспериментальные методы в механохимии твердых неорганических веществ. Новосибирск: Наука, 1983. 63 с.
  19. Сорокин Н.И., Бучинская И.И. // Неорган. материалы. 2023. Т. 59. № 8. С. 896. https:/doi.org/10.31857/S0002337X23080158
  20. Федоров П.П., Маякова М.Н., Кузнецов С.В., Воронов В.В. // Журн. неорган. химии. 2017. Т. 62. № 9. С. 1179. https://doi.org/10.7868/S0044457X17090069
  21. Mayakova M.N., Luginina A.A., Kuznetsov S.V. et al. // Mendeleev Commun. 2014. V. 24. № 6. P. 360. https://doi.org/10.1016/j.mencom.2014.11.017
  22. Fedorov P.P., Mayakova M.N., Kuznetsov S.V. et al. // Mater. Res. Bull. 2012. V. 47. P. 1794. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2012.03.027
  23. Mayakova M.N., Voronov V.V., Iskhakova L.D. et al. // J. Fluor. Chem. 2016. V. 187. P. 33. https://doi.org/10.1016/j.jfluchem.2016.05.008
  24. Uvarov N.F., Hairetdinov E.F., Ivanov-Shits A.K. // Solid State Ionics. 1989. V. 36. P. 23.
  25. Samara G.A. // Solid State Phys. 1984. V. 38. P. 1.
  26. Schoonman J., den Hartog H.W. // Solid State Ionics. 1982. V. 7. P. 9.
  27. Bollmann W. // Kristall und Technik. 1980. V. 15. № 2. P. 197.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».