Провідні властивості заміщених кобальтатів у системі Li—La—Ba—Co—O

Abstract

Вивчено процеси фазоутворення в системі Li—La—Ba—Co—O. Методами ІЧ-спектроскопії та термогравіметричного аналізу встановлено, що взаємодія між оксидами відбувається дуже повільно і лише вище 800 °С спостерігається утворення складних оксидів. Йодометричним титруванням вивчено зміну окисно-відновного стану кобальту в процесі термообробки на повітрі близько 15 год при температурі 850 °С та встановлено, що зі збільшенням ступеня заміщення х ступінь окиснення кобальту зменшується. Методами рентгенофазового аналізу, електронної скануючої мікроскопії дослідженo мікроструктуру та фазовий склад зразків. У концентраційному інтервалі 0 ≤ х ≤ 0.25 знайдено перехід електричних властивостей: напівпровідник—метал—напівпровідник, що є наслідком неоднакового перекриття енергетичних зон у зонній структурі матеріалів при рості кількості допованого агента.

Исследованы процессы фазообразования в системе Li—La—Ba—Co—O. Методами ИК-спектроскопии и термогравиметрического анализа определено, что взаимодействие между оксидами осуществляется очень медленно и лишь выше 800 °С наблюдается образование сложных оксидов. Иодометрическим титрованием исследовано изменение окислительно-восстановительного состояния кобальта в процессе термической обработки на воздухе приблизительно 15 ч при температуре 850 °С и установлено, что с увеличением степени замещения х степень окисления кобальта уменьшается. Методами рентгенофазового анализа, электронной сканирующей микроскопии исследована микроструктура и фазовый состав образцов. В концентрационном интервале 0 ≤ х ≤ 0.25 найден переход электрических свойств: полупроводник—металл—полупроводник, который является следствием неодинакового перекрытия энергетических зон в зонной структуре материалов при росте количества допированного агента.

Processes of phase formation in the Li— La—Ba—Co—O system have been investigated. IR spectroscopy and thermogravimetric analyses indicated rather slow interaction between oxide. Formation of complex oxides is observed only at the temperature, which is higher than 800 °С. A change of redox state of cobalt during thermal treatment in air atmosphere about 15 h at 850 °С was researched with an iodometric titration method. Increase in substitution degree x was found to result in a decrease of cobalt oxidation degree. Microstructure and phase composition were investigated with XR analysis and scanning electron spectroscopy method. Transition of electric properties of semiconductor—metal—semiconductor was found in the concentration interval of 0 ≤ х ≤ 0.25. It is a result of different overlap of energy bands in energy-band structure of the materials under increase of amount of doped agent.