Помогите разобраться в физической химии твердого тела

[Andreww]

Всем добрый день. В связи с переходом на дистанционку курс по твердому телу прервался на самом сложном (по крайней мере, для меня) моменте, а именно - переходе от теории к практике. Сейчас общение идет через почту, никаких разобранных примеров, только сразу задания. И всё пошло сами знаете по чему...

 

Собсна, что требуется. Нужно проанализировать полученные данные и определить, почему они выглядят так, а не иначе. Данные - зависимость электропроводности и термоэдс от температуры, проводник электронный, сложный оксид на основе железа Sr₃Fe₂O_7-d. Нужно:
1) определить тип носителей заряда - электроны/дырки, локализованные/нет;

2) определить концентрацию дефектов в зависимости от температуры;

3) определить содержание кислорода;

4) определить подвижность и энергию активации для доминирующих дефектов.

 

Описание зависимостей. Электропроводность увеличивается, затем уменьшается, максимум примерно 700К. Термоэдс до 700К равна нулю, затем растет. Давление кислорода 0.21 атм.

 

Итак, по типу. Термоэдс положительна, то есть дырки являются доминирующими носителями заряда при температуре выше 700К. До 700К равна нулю - подвижности дырок и электронов равны. Начинается обмен кислородом с атмосферой с 700К- начинается  какая-то жесть. Сами дефекты локализованы ввиду того, что атомы железа могут менять степень окисления и они хавают дырки и электроны. 

 

Для энергии активации локализованных носителей заряда строю график ln(s*T) - 1/T и вижу ту же кривую с максимумом. Нашел энергию активации на участке с возрастанием температуры, около 11 кДж/моль, вроде норм. Но это, как я понял, для области собственной электронной проводимости, и это по-сути не энергия активации доминирующих дефектов. потому что на участке собственной проводимости концентрации электронов и дырок равны (или нет?)

 

Рылся в учебниках, в методичках, в статьях даже - ниасиливаю. Типа, электропроводность пропорциональна произведению концентрации на подвижность. Как построить исходя из данных электропроводности и Зеебека зависимости концентрации и подвижности дефектов от температуры и можно ли построить вообще? А содержание кислорода - вообще хз. Опишите максимально подробно, пожалуйста, если можете, в какую сторону думать, что делать, в каких координатах строить и почему так. Желательно с уравнениями. 

 

Изменено 15 Апреля, 2020 в 20:50 пользователем Andreww