Fast ion conductors with rotating sulphate ions

Résumé
Des études de diffraction des rayons X et des neutrons par Li₂SO₄ c.f.c. (entre 575 °C et 860 °C pour Li₂SO₄ pur) montrent la grande facilité des ions sulfates à prendre toutes les orientations. Ces mouvements de rotation fortement couplée entraînent un changement permanent de la position des cations. Cela explique pourquoi tous les cations mono- et divalents ont, jusqu'à maintenant, montré une grande mobilité dans plusieurs phases sulphates, contrairement au cas d'autres types d'électrolytes solides. Ces phases sulfates sont plastiques avec des propriétés qui ressemblent à celles d'autres types de matériaux plastiques. Des études de diffusion Brillouin montrent des différences notables entre les phases plastiques c.f.c. et liquide Li₂SO₄ alors que l'indice de réfraction change à peine au point de fusion.

Abstract
X-ray and neutron diffraction studies of fcc Li₂SO₄ (575 to 860 °C for pure Li₂SO₄) show a high degree of spherical delocation of the sulphate ions. This strongly coupled rotation causes the dimensions of the cation positions to be varying all the time. This explains why all mono- and divalent cations studied so far have a high mobility in a number of sulphate phases, in contrast to the situation in other types of solid electrolytes. The sulphate phases in question are plastic with properties that resemble those of other types of plastic materials. Brillouin scattering studies show marked differences between the plastic fcc phase and molten Li₂SO₄, while the refractive index hardly changes at the melting point.