DIFFUSION OF IMPURITIES IN IONIC CRYSTALS AS STUDIED BY NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE TECHNIQUES

Résumé
La méthode de l'investigation de la diffusion des défauts atomiques dans les cristaux ioniques cubiques par mesure de la relaxation nucléaire magnétique est très brièvement décrite. Des exemples sont donnés pour la relaxation longitudinale et transversale des noyaux ⁸¹Br et ³⁵Cl dans le LiBr, TlBr, AgCl et AgBr. Les coefficients d'autodiffusion obtenus pour Cu⁺ et Ag⁺ dans LiBr aux températures au-dessus de 350 °C sont D(Cu⁺) = 8 exp (-1,0 eV/kT) ; D(Ag⁺) = 1 exp (-1,0 eV/kT) cm²s^-1. Dans TlBr à 400°C, les impuretés K⁺, Rb⁺ et Cs⁺ ont la même fréquence moyenne de saut. Cette fréquence est à peu près 3 fois plus grande que celle de Tl⁺ est 3 fois plus petite que celle de Br^-. A 300 °C Ag⁺ diffuse même 10 fois plus vite que Br^-. Dans AgCl avec un dopage de CuCl la fréquence de formation d'un complexe de défaut Cu_iV'_Ag) est observée. Les sauts atomiques combinés avec la formation et la recombination de ce complexe ne contribuent pas sensiblement à la diffusion de traceur du cuivre. Dans AgBr avec un dopage de CuBr et traité avec Br₂ les mesures de relaxation montrent que des ions Cu²⁺ sont formés. Les fréquences de saut du Cu²⁺ et du Cu⁺ peuvent être déterminées l'une à côté de l'autre au voisinage de 200 °C.

Abstract
The method to investigate the diffusion of atomic defects in cubic ionic crystals by measurements of nmr relaxation rates is described very briefly. Examples are given for longitudinal and transversal relaxation of ⁸¹Br^- and ³⁵Cl^- nuclei in LiBr, TlBr, AgCl and AgBr. Selfdiffusion coefficients obtained for Cu⁺ and Ag⁺ in LiBr at temperatures above 350 °C are D(Cu⁺) = 8 exp(- 1.0 eV/kT) ; D(Ag⁺) = 1 exp(- 1.0 eV/kT) cm² s^-1. In TlBr at 400 °C the foreign ions K⁺, Rb⁺ and Cs⁺ have the same mean jump frequency. This frequency is about 3 times larger than that of Tl⁺ and 3 times smaller than that of Br^-. Ag⁺ diffuses at 300 °C, 10 times faster than even Br^-. In AgCl doped with CuCl the frequency of formation of a defect pair (Cu_iV'_Ag) is observed. The jump processes connected with formation and recombination of this pair do not contribute considerably to Cu tracer diffusion. In AgBr doped with CuBr and treated with bromine the relaxation measurements show that Cu^2+- ions are formed. The jump frequency of Cu²⁺ can be determined besides that of Cu⁺ at temperatures about 200 °C.