AgBi(MoO4)2: СИНТЕЗ, СТРУКТУРА, ИОННАЯ ПРОВОДИМОСТЬ И ТЕРМИЧЕСКОЕ РАСШИРЕНИЕ
Филатова А.А.(1), Спиридонова Т.С.(2), Хайкина Е.Г.(1,2)
(1) Бурятский государственный университет
670000, г. Улан-Удэ, ул. Смолина, д. 24а
(2) Байкальский институт природопользования СО РАН
670047, г. Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, д. 6
Исследования класса двойных молибдатов и вольфраматов с шеелитоподобной структурой активизировались из-за их большого материаловедческого потенциала. Эти соединения перспективны в качестве люминофоров, лазерных материалов, пьезо- и сегнетоэлектриков.
Настоящая работа посвящена изучению влияния условий синтеза на морфологию, кристаллическую структуру и свойства двойного молибдата серебра-висмута состава AgBi(MoO4)2. Соединение получено по керамической технологии, гидротермальным синтезом и синтезом из раствора в реакции горения (Solution Combustion Synthesis – SCS). Кристаллографические характеристики всех образцов в пределах ошибки определения совпадали, структура на примере продукта гидротермального синтеза уточнена методом Ритвельда. Подтверждена принадлежность рассматриваемой фазы к структурному типу шеелита (пр. гр. I41/a, Z = 2, a = 5.2905(1), c = 11.6633(1) Å, R = 4.8 %). Результаты тестирования всех трех препаратов методом ГВГ свидетельствуют о центросимметричности структуры, данные ИК-спектроскопии – о тетраэдрической координации молибдена, что согласуется с результатами рентгеноструктурных исследований.
С помощью BVSE-моделирования проведены количественные расчеты энергий миграции ионов серебра и кислорода в структуре рассматриваемого соединения. Детальный анализ путей переноса ионов Ag+ и O2– в AgBi(MoO4)2 показал возможность преимущественно 3D-проводимости ионов кислорода. В ходе экспериментальных исследований ионопроводящих свойств AgBi(MoO4)2 выявлено, что при 600°C образец, приготовленный методом твердофазных реакций (1.1·10–3 См/см, Еа = 0.5 эВ), демонстрирует самую высокую проводимость, несколько ниже проводимость образца, синтезированного из растворов в реакциях горения (3.9·10–4 См/см, Еа = 0.7 эВ), наиболее низкая проводимость у гидротермального образца (0.9·10–5 См/см, Еа = 1.4 эВ), что обусловлено различием их плотности и размеров зерен.
Тепловое расширение решетки этого соединения показывает анизотропное поведение, причем αc > αa. Показано, что объемное термическое расширение αV зависит от метода синтеза и, соответственно, размеров полученных частиц двойного молибдата.
Работа выполнена в соответствии с государственным заданием БИП СО РАН с использованием оборудования ЦКП БИП СО РАН (Улан-Удэ).