STUDIES OF SELF-DIFFUSION IN POTASSIUM FLUORIDE BY NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE TECHNIQUES

Résumé
La mesure des temps de relaxation T₁ et T_1ρ de résonance magnétique nucléaire a été effectuée dans KF pur et dopé par Ca⁺⁺ entre 470 et 1090 K. Le processus responsable de la relaxation est l'auto-diffusion. A partir de l'influence de la températurc sur T₁ et T_1ρ, l'enthalpie de migration du cation est trouvée égale à 0,83 eV et celle de l'anion à 1,35 eV. La comparaison des fréquences de saut de K⁺ et F^- calculés par rmn et conductivité montre que la diffusion extrinsèque a lieu par lacunes cationiques libres et par complexes impureté-lacune. La dernière contribue au processus de relaxation ; les lacunes libres et les lacunes associées ont des vitesses de diffusion semblables. A plus haute température, il apparaît une contribution appréciable des lacunes anioniques.

Abstract
Nuclear rnagnetic resonance relaxation tinie measurernents of T₁ and T_1ρ, have been made on pure and Ca²⁺-doped single crystals of KF over the temperature range 470 to 1090 K. The process responsible for relaxation is self-diffusion. From the temperature dependence of T₁ and T_1ρ, the cation migration enthalpy is found to be 0.83eV and the anion migration enthalpy is found to be 1.35 eV. Comparison of the jurnp frequencies for potassium and fluoride ions calculated from the relaxation times and from conductivity rneasurements shows that extrinsic diffusion takes place via cation single vacancies and irnpurity-vacancy complexes. The latter contribute to the relaxation process, indicating that, in KF, free and complexed vacancies have similar diffusion rates. At higher temperatures there is a significant contribution from anion vacancies to the diffusion process.