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Journal of the Korean Chemical Society (JKCS)

ISSN 1017-2548(Print)
ISSN 2234-8530(Online)
Volume 29, Number 6
JKCSEZ 29(6)
December 20, 1985 

 
Title
Electrical Conductivity of Sm2O3-ZrO2 Systems

Sm2O3-ZrO2계의 전기전도성
Author
Jeong Hwan Cho, Keum Hwi Chang, Keu Hong Kim, Yong Bae Kim, Jae Shi Choi

조정환, 장금휘, 김규홍, 김용배, 최재시
Keywords
Abstract
ZrO2가 10, 20, 30, 40, 그리고 50 mol% 포함된 ZrO2-Sm2O3계의 전기전도도를 500 ~ 1000℃와 10-5 ~ 10-1 Po2 atm에서 측정하였다. 전기전도도를 온도의 함수로 도시한 결과 650℃ 근처에서 온도의존성이 큰 고온영역과 적은 저온영역으로 구분되었으며 두 개의 각기 다른 결함구조를 보여 주었다. 전기전도도가 산소분압의 증가에 따라 증가하므로 P형의 전자성 반도체이며 고온영역에서 산소압력의존성은 σ∝PO21/5.3, 저온영역에서 ∝PO21/6에 가까운 값을 나타냈다. σ∝PO21/5.3인 영역에서의 defect는 Oi"이며 σ∝PO21/6인 영역에서의 defect는 VSm"'이다. 고온영역에서 carrier type은 electron hole이며 저온영역에서는 이온성의 기여도가 있다. 이러한 이온성의 기여는 dopant의 양이 증가할 수록 커진다. 60mol% 가 포함된 ZrO2-Sm2O3계에서는 전기전도도는 산소압력이 감소함에 따라 증가하였다.

Electrical conductivities of ZrO2-Sm2O3 systems containing 10, 20, 30, 40, and 50 mol% of ZrO2 have been measured as a function of temperature and of oxygen partial pressure at temperature from 500 to 1000℃ and oxygen partial pressures from 1 × 10-5 to 1 × 10-1 atm. Plots of log conductivity vs. 1/T are found to be linear with an inflection point at around 650℃ and the temperature dependence of conductivity shows two different defect structures. The conductivities are increased with increasing pressure, slowing a p-type character. The electrical conductivity dependences on PO2 are found to be σ∝PO21/5.3 at 650∼1000℃ and σ∝PO21/6 at 500∼650℃, respectively, The defect structures are Oi" at 650-1000℃ and VSm"' at 500-650℃. The electron hole is main carrier type, however ionic contribution is found at low temperature portion. Ionic contributions increased with the increasing amount of ZrO2 dopant. In 60mol% ZrO2-Sm2O3 system, the conductivity is increased with decreasing oxygen pressure.

Page
608 - 614
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