IONIC CONDUCTIVITY OF POTASSIUM BROMIDE

Résumé
La conductivité de quatre cristaux de KBr - un pur et trois dopés par SrBr₂ - a été ajustée au modèle classique. Les paramètres de migration de la lacune cationique déduits de l'analyse des résultats relatifs aux cristaux purs ne sont pas en accord avec ceux obtenus dans les cristaux dopés. De même les paramètres de la diffusion de l'anion trouvés dans le cristal pur sont trop élevés. Les effets de la contrainte uni-dimensionnelle ont été étudiés et il a été démontré que la contrainte accroît la conductivité des cristaux purs de KBr à haute température. Cet accroissement de la conductivité est attribué à une migration de l'anion par dislocations. L'effet demeure après léger recuit mais peut être supprimé par un recuit prolongé. La conductivité de KBr pur a donc été analysée avec un modèle incluant une contribution par dislocations : les paramètres de la migration cationique sont plus proches des valeurs déduites des données des cristaux dopés que celles qui étaient obtenues dans le modèle de Debye-Hückel mais l'accord n'est pas encore satisfaisant. Cependant, les paramètres de la migration de l'anion ont des valeurs plus raisonnables. En raison de ces désaccords et en particulier la grande variation de l'entropie trouvée d'après les résultats des cristaux dopés, deux autres modèles pour les interactions à courte distance ont été examinés. L'un fait intervenir trois types de complexes et l'autre la formation d'agglomérations d'impuretés et lacunes cationiques. Aucun de ces modèles ne donne des lissages satisfaisants.

Abstract
The conductivity of four crystals of KBr - one pure and three doped with SrBr₂ - have been fitted to the conventional model which allows for short range interactions between M²⁺ ions and cation vacancies via complex formation and long range defect interactions in the Debye-Hückel approximation. The cation vacancy migration parameters derived from the analysis of the pure crystal data do not agree with those derived from the data for doped crystals. Also the anion migration parameters found from the pure crystal data are too high. The effects of uniaxial stress have been investigated and it has been demonstrated that stress increases the conductivity of pure KBr crystals at high temperatures. This enhancement of the conductivity is attributed to anion migration down dislocations. The effect survives moderate annealing but can be removed by a prolonged anneal. The conductivity of pure KBr was therefore analyzed on a model which includes a dislocation contribution : the cation migration parameters are closer to the values deduced from the doped crystal data than were those from the Debye-Hückel model but the agreement is still not satisfactory. However, the anion migration parameters have more reasonable values. In view of the discrepancies in the cation migration parameters and in particular the big variations in the entropy found from the doped crystal data, two other models for the short-range defect interactions wcre examined. One of these allowed for three different configurations of complexes and the other for the formation of clusters of impurity ions and cation vacancies. Neither of these models, however, gave satisfactory fits to the data.