ОПТИЧЕСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ ТВЕРДЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

Шкерин С.Н.

Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН

620090, г. Екатеринбург, ул. Академическая, д. 20

Локальная структура твердых электролитов является необходимой информацией для понимания таких процессов как старение их проводимости и особенности их локальной структуры, посему ее изучение является важной фундаментальной проблемой, имеющей актуальные практические применения .

Стрекаловский В.Н. (ИВТЭ) приложил большие усилия к развитию методов изучения локальной структуры, однако в случае ряда практически значимых объектов успехов достичь не удалось, что имеет объективные причины, вскрытые недавно [1]. Кислородные вакансии, концентрация которых в твердых электролитах априори высока, являются центрами люминесценции, которая маскирует структурные линии, изучаемые рамановским спектрометрометром. Применение источников света (лазеров) с разной длиной волны позволяет различить структурные линии (не зависящие от длины волны) и линии люминесценции, которые зависят существенно. Однако этот подход не получил широкого распространения, т.к. требует более сложного как аппаратурного оформления, так и математической обработки.

В настоящее время развит новый [2] запатентованный [3] способ выделения структурных линий, основанный на антистоксовском режиме съемки, который не требует наличия лазеров с различной длиной волны и применения фитинговых процедур. Таким образом, можно зафиксировать, что мы научились надежно выделять линии, характеризующие структуру ближнего порядка.

Вместе с тем, представляет интерес обсудить линии именно фотолюминесценции собственных дефектов, таких как кислородные вакансии. Люминесценция этих дефектов сама заявляет о том, сколько и каких кислородных вакансий присутствует в веществе. Однако для существования ионной проводимости представляют интерес лишь анионные вакансии определенного сорта [4].

1. Шкерин С.Н., Ульянова Е.С., Вовкотруб Э.Г. Исследование ближнего и дальнего порядка в диоксиде циркония, допированном иттербием // Неорган. материалы. 2021. Т. 57. № 11. С. 1213–1219.

2. Шкерин С.Н., Абдурахимова Р.К., Мушников П.Н. Спектры комбинационного рассеяния света и фотолюминесценция допированного иттрием диоксида тория // Неорганические материалы. 2025. Т. 61. № 09–10. С. 582–590.

3. Патент RU 2 849 022, 22.10.2025

4. Патент RU 2 858 017, 11.03.2026