Defect Structure and Electrical Conduction Mechanism of Yttrium Sesquioxide

산화이트륨의 결함구조 및 전기전도 메카니즘

  • 김규홍 (연세대학교 이과대학 화학과) ;
  • 박성호 (연세대학교 이과대학 화학과) ;
  • 최재시 (연세대학교 이과대학 화학과)
  • Published : 1984.06.20

Abstract

The electrical conductivity of p-type yttrium sesquioxide has been measured as a function of temperature and of oxygen partial pressure at temperatures from 650 to 1050$^{\circ}C$C and oxygen partial pressures from $1 {\times}10^{-5}\;to\;2{\times}10^{-1}$atm. Plots of log conductivity vs. 1/T at constant oxygen partial pressures are found to be linear with low-and high-temperature dependences of conductivity. The high-temperature dependence of conductivity shows two different defect structures. The plots of log conductivity vs. log $Po_2$ are found to be linear at $Po_2$'s of $10^{-5}\;to\;10^{-1}$ atm. The electrical conductivity dependences on $Po_2$ are found to be ${{\sigma}{\propto}Po_2}^{1/6}$at $850{\sim}950^{\circ}C,\;{{\sigma}{\propto}Po_2}^{3/16}$ at $950{\sim}1050^{\circ}C\;and\;{{\sigma}{\propto}Po_2}^{1/7.5}{\sim}{{\sigma}{\propto}Po_2}^{1/8.3}\;at\;650{\sim}800^{\circ}C$, respectively. The defect structures are$O_i{''}$ at $850{\sim}950^{\circ}C$ and $V_M{'''}$ at $950{\sim}1050^{\circ}C$. The electron hole is main carrier type, however, ionic contribution is found at lower temperature portion.

산화이트륨의 전기전도도를 $1 {\times}10^{-5}{\sim}2 {\times}10^{-1}$atm의 산소분압과 $650{\sim}1050^{\circ}$C 의 온도에서 산소분압 및 온도의 함수로 측정하였다. 일정한 산소분압에서 측정된 전기전도도 값을 온도의 역수에 대하여 도시한 결과, 온도 의존성이 적은 영역과 큰 영역이 나타났으며, 온도 의존성이 큰 영역은 두 개의 각기 다른 결함구조를 보여주었다. 전기전도도의 산소분압 의존성은 $850{\sim}950^{\circ}C$ 에서 ${{\sigma}{\propto}Po_2}^{1/6},\;950{\sim}1050^{\circ}C$ 에서 ${{\sigma}{\propto}Po_2}^{3/16}$이며 $650{\sim}800^{\circ}C$에서 ${{\sigma}{\propto}Po_2}^{1/7.5}{\sim}{{\sigma}{\propto}Po_2}^{1/8.3}$이다. ${{\sigma}{\propto}Po_2}^{1/6}$인 영역에서의 detect는 $O_i{''}$${{\sigma}{\propto}Po_2}^{3/16}$인 영역에서의 detect는 $V_M{'''}$이다. 고온영역에서의 carrier type은 electron hole이며 저온영역에서는 이온성의 기여도가 있다.

Keywords

References

  1. Adv. Chem. Ser v.39 L. Eyring;B. Holmberg
  2. J. Amer. Cer. Soc. v.50 C. C. Wirkus;M. F. Berard;D. R. Wilder
  3. Izv. Akad. Nauk SSSR, Ser. Khim. v.8 Inst. Org. Khim. Im. Zelinskogo G. V. Antoshin;Kh. M. Minachev
  4. Z. Physik. Chem. (Leipzig) v.211 W. Noddack;H. Walch
  5. J. Amer. Cer. Soc. v.49 N. M. Tallan;R. W. Vest
  6. Z. Physik. Chem. N. F. v.43 V. B. Tare;H. Schmalzried
  7. J. Sol. State Chem. v.2 G. V. Subba Rao;S. Ramdas;P. N. Mehrotra;C. N. R. Rao
  8. Proc., IRE v.42 L. B. Valdes
  9. J. Phys. Chem. v.74 J. S. Choi;K. H. Yoon
  10. J. Phys. Chem. v.77 J. S. Choi;H. Y. Lee;K. H. Kim
  11. J. Phys. Chem. v.81 J. S. Choi;Y. H. Kang;K. H. Kim
  12. J. Phys. Chem. v.83 K. H. Kim;H. S. Hahn;J. S. Choi