Abstract
Electrical conductivities of $(ZrO_2)_x-(Tm_2O_3)_y$ systems containing 1, 3 and 5mol% of $ZrO_2$ have been measured as a function of temperature and of oxygen partial pressure at temperatures from 600 to 1,100$^{\circ}$C and oxygen partial pressures from $10^{-5}$ to $2{\times}10^{-1}atm$. Plots of log conductivity vs. 1/T are found to be linear and average activation energy is 1.51 eV. The electrical conductivity dependences on PO$_2$ are different at two temperature regions, indicating ${\sigma}{\alpha}PO_2^{1/5.3}$ and ${\sigma}{\alpha}PO_2^{1/10.7}$ at high-and low-temperature regions, respectively. The defect of $(ZrO_2)_x-(Tm_2O_3)_y$ system is $V_{Tm}^{'''}$ and an electron hole is suggested as a carrier at high temperature region. At low temperature region, a mixed ionic and hole conduction is reasonable.
$ZrO_2$가 1,3 및 5mol%로 각각 도프된 $(ZrO_2)_x-(Tm_2O_3)_y$계의 전기전도도가 600~1,100$^{\circ}$C 및 $10^{-5}-2{\times}10^{-1}atm$의 산소분압하에서 연구되었다. 전기전도도를 온도의 함수로 도시한 결과, log ${\sigma}$ vs. 1/T의 기울기로 부터 구한 활성화에너지의 평균치는 1.51eV이다. 전기전도도의 산소분압의존성은 두 온도 영역에서 각각 다르며 고온영역에서 ${\sigma}{\alpha}PO_2^{1/5.3}$, 저온 영역에서 ${\sigma}{\alpha}PO_2^{1/10.7}$이다. 전기전도도의 온도 및 산소분압의존성으로 부터 고온영역에서 $(ZrO_2)_x-(Tm_2O_3)_y$계의 결함이 $V_{Tm}^{'''}$이며, electron hole이 전하운반체로 제안되었다. 저온영역에서는 이온과 hole이 전하운반체인 mixed conduction이 가능할 것으로 사료된다.