Numéro
J. Phys. Colloques
Volume 34, Numéro C9, Novembre 1973
Défauts de réseau dans les cristaux ioniques / Lattice defects in ionic crystals
Page(s) C9-449 - C9-454
DOI https://doi.org/10.1051/jphyscol:1973974
Défauts de réseau dans les cristaux ioniques / Lattice defects in ionic crystals

J. Phys. Colloques 34 (1973) C9-449-C9-454

DOI: 10.1051/jphyscol:1973974

DEFECT ASSOCIATION IN Cd2+ DOPED NaCl CRYSTALS

E. LAREDO and D. FIGUEROA

Centro de Fisica, Instituto Venezolano de Investigaciones Cientificas Apartado 1827 Caracas, Venezuela


Résumé
Des monocristaux de NaCl fortement dopés par Cd++ (5 x 10-6 < c < 7 x 10-3) ont été étudiés par conductivité. Des mesures antérieures de rayons X à température ordinaire avaient montré, dans les échantillons les plus dopés, l'existence d'une phase précipitée identifiée telle une superstructure de composition Nac6CdCl8. Un diagramme de σT en fonction de l/T pour tous les cristaux, et pour les températures comprises entre 300 et 1 050 K, montre plusieurs zones reproductibles. La dissolution des précipités en superstructure se produit entre 500 et 700 K. L'entropie et l'enthalpie de dissolution sont : (1,2 ± 0,1) 10-3 eV. K-1 et 1,40 ± 0,06 eV. La zone entre 600 et 700 K pour les cristaux les moins dopés est interprétée en termes de dissolution des complexes neutres en lacunes cationiques et ions cadmium libres. Les interactions à longue distance entre ces deux types de défaut isolés sont prises en considération. Le modèle de Lidiard est utilisé pour calculer le degré d'association et la conductivité résultante. Pour des concentrations aussi élevées que 10-3, l'énergie de Debye-Hückel est égale a 50 % de l'énergie d'association et ne pourrait pas être négligée. En conséquence, l'énergie de liaison du dipôle est trouvée égale à 0,37 eV. Celle-ci est à rapprocher de la valeur théorique de Bassani de 0,38 eV. La mobilité limite des lacunes cationiques en l'absence d'interactions est aussi evaluée.


Abstract
NaCl single crystals highly doped with Cd2+ (5 x 10-6 < c < 7 x 10-3), were studied by ionic conductivity techniques. Previous X-ray experiments at room temperature had shown, in the most doped samples, the existence of a precipitated phase identified as a superstructure of composition Na6CdCl8. A plot of σT as a function of l/T for all the crystals, and for temperatures between 300 and 1 050 K, shows several reproducible zones. The dissolution of the superstructure precipitates takes place from 500 to 700 K. The dissolution entropy and enthalpy were determined, [MATH]Sd = (1,2 ± 0,1) 10-3 eV. K-1, Wd = 1.40 ± 0.06 eV. The zone between 600 and 700 K for the less doped crystals is interpreted in terms of the dissolution of neutral complexes into unassociated positive vacancies and Cadmium ions. Long range Coulomb interactions between the two kinds of isolated defects is taken into account. Lidiard's model is used to calculate the degree of association and the resulting conductivity. For concentrations as high as 10-3, the Debye-Hückel energy is 50 % of the association energy and could certainly not be neglected. Consequently, the binding energy of the dipole is found to be equal to 0.37 eV. This is to be conipared with Bassani and Fumi's theoretical estimate of 0.38 eV. The limiting mobility of positive vacancies in the absencc of interactions is also evaluated.