Структурные особенности и природа ионной проводимости в системах Li₀.₅₋ᵧNaᵧLa₀.₅TiO₃ та Li₀.₅₋ᵧNaᵧLa₀.₅•(Nb,Ta)₂O₆

Abstract

Синтезированы твердые растворы со структурой дефектного перовскита для систем Li₀.₅₋ᵧNaᵧLa₀.₅TiO₃, Li₀.₅₋ᵧNaᵧLa₀.₅•Nb₂O₆ и Li₀.₅₋ᵧNaᵧLa₀.₅•Та₂O₆ при 0<y ≤ 0.5. Показано, что при увеличении содержания натрия наблюдается частичное разупорядочение структуры в ниобиевых системах, в то время как структура танталсодержащих систем остается упорядоченной. Характер проводимости системы Li₀.₅₋ᵧNaᵧLa₀.₅TiO₃ описывается перколяционной моделью. Ионная проводимость при замещении ионов лития ионами натрия для системы Li₀.₅₋ᵧNaᵧLa₀.₅•Nb₂O₆ проходит через максимум. В случае системы Li₀.₅₋ᵧNaᵧLa₀.₅•Та₂O₆ при увеличении концентрации натрия происходит снижение проводимости (без прохождения через максимум). Данные ЯМР подтверждают наличие в структуре исследованных систем двух типов лития с разной мобильностью и объясняют разницу в зависимостях проводимости для систем Li₀.₅₋ᵧNaᵧLa₀.₅•Nb₂O₆ и Li₀.₅₋ᵧNaᵧLa₀.₅•Та₂O₆ разным соотношением мобильного и локализированного лития.Синтезовано тверді розчини зі структурою дефектного перовскіту для систем Li₀.₅₋ᵧNaᵧLa₀.₅TiO₃, Li₀.₅₋ᵧNaᵧLa₀.₅• Nb₂O₆ та Li₀.₅₋ᵧNaᵧLa₀.₅•Та₂O₆ при 0<y ≤ 0.5. Показано, що при збільшенні вмісту натрію для ніобієвих систем має місце часткове розупорядкування структури, в той час як для танталвмісних систем структура залишається впорядкованою. Характер провідності для системи Li₀.₅₋ᵧNaᵧLa₀.₅TiO₃ описується перколяційною моделлю. Іонна провідність при заміщенні іонів літію іонами натрію для системи Li0.5yNayLa0.5•Nb₂O₆ проходить через максимум. Для системи Li₀.₅₋ᵧNaᵧLa₀.₅•Та₂O₆ при збільшенні концентрації натрію відбувається зниження провідності (без проходження через максимум). Дані ЯМР підтверджують наявність у структурі досліджуваних систем двох типів літію з різною мобільністю і пояснюють різницю в залежностях провідності для систем Li₀.₅₋ᵧNaᵧLa₀.₅•Nb₂O₆ та Li₀.₅₋ᵧNaᵧLa₀.₅•Та₂O₆ різним співвідношенням мобільного і локалізованого літію.Solid solutions with defect perovskite structure have been obtained in the systems Li₀.₅₋ᵧNaᵧLa₀.₅TiO₃, Li₀.₅₋ᵧNaᵧLa₀.₅Nb₂O₆ and Li₀.₅₋ᵧNaᵧLa₀.₅Та₂O₆ at 0 ≤ y ≤ 0.5. Their structure has been shown to undergo partial disordering with increasing sodium content of the system Li₀.₅₋ᵧNaᵧLa₀.₅•Nb₂O₆ whereas in the system Li₀.₅₋ᵧNaᵧLa₀.₅•Та₂O₆ the structure remains ordered. Conduction in the system Li₀.₅₋ᵧNaᵧLa₀.₅TiO₃ follows a percolation model. The ionic conductivity as a function of sodium content of the system Li₀.₅₋ᵧNaᵧLa₀.₅•Nb₂O₆ has a maximum. The ionic conductivity of Li₀.₅₋ᵧNaᵧLa₀.₅•Ta₂O₆ samples decreases with increasing sodium content (without passing through a maximum). The existence of lithium ions with different mobility in the systems Li₀.₅₋ᵧNaᵧLa₀.₅•Nb₂O₆ and Li₀.₅₋ᵧNaᵧLa₀.₅•Та₂O₆ (0 ≤ y < 0.5) has been shown by 7Li NMR. The difference in the dependence of conductivity for the systems is due to different ratios of mobile and localized lithium.