Regensburg 2004 – wissenschaftliches Programm

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M: Metallphysik

M 26: Nanoskalige Materialien IV

M 26.4: Vortrag

Donnerstag, 11. März 2004, 12:30–12:45, H16

Der Einfluss von Korngrenzen auf die ionische Gesamtleitfähigkeit polykristalliner Sauerstoffionenleiter — •Sasa Kilassonia, Andreas Tschöpe und Reiner Birringer — FR. 7.3. Technische Physik, Universität des Saarlandes, 66041 Saarbrücken

Die ionische Gesamtleitfähigkeit eines polykristallinen Sauerstoffionenleiters ist im Vergleich zu Einkristallen gleicher Zusammensetzung erheblich verringert. Um die Ursache dieses Korngrenzeneffektes zu erforschen, wurden Probenserien aus mikrokristallinem Gd-, La- und Y-dotiertem Ceroxid mit unterschiedlichen Akzeptorkonzentrationen hergestellt und die Volumen- sowie die Gesamtleitfähigkeit mittels Impedanzspektroskopie untersucht. Die verschiedenen Akzeptorionen zeigten einen qualitativ ähnlichen Einfluss auf die ionische Leitfähigkeit. Die Volumenleitfähigkeit der Kristallite stieg mit zunehmender Konzentration zunächst an, erreicht bei etwa 15 Mol-% ein Maximum und nimmt danach wieder ab. Der beobachtete Verlauf wurde im Hinblick auf Assoziatbildung analysiert. Die Gesamtleitfähigkeit war wegen des zusätzlichen Korngrenzenwiderstandes reduziert, wobei dieser Effekt bei geringen Akzeptorkonzentrationen (< 3%) bis zu 3 Größenordnungen betrug und bei hohen Konzentration vernachlässigbar klein wurde. Als Ursache für diesen Korngrenzeneffekt werden Raumladungszonen entlang der Korngrenzen diskutiert.