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Journal of the Korean Chemical Society (JKCS)

ISSN 1017-2548(Print)
ISSN 2234-8530(Online)
Volume 30, Number 1
JKCSEZ 30(1)
February 20, 1986 

Electrical Conductivity of the System NiO-Y2O3

NiO-Y2O3계의 전기전도성
Jae Shi Choi, Keu Hong Kim, Won Yang Chung

최재시, 김규홍, 정원양
0.8, 1.6 및 3.2 mol%의 산화니켈을 혼입한 산화니켈-산화이트륨계의 전기전도도를 1 × 10-5 ~ 2 × 10-1 atm의 산소압력과 400 ~ 1100℃의 온도영역에서 산소압력 및 온도의 함수로서 측정하였다. 전기전도도의 온도의존성은 약 650℃부근에서 두 영역으로 나뉘었으며, 650℃이하 영역보다 650℃이상 영역에서의 온도의존성이 더 큰 것으로 밝혀졌다. 평균 활성화에너지는 650℃이상 영역에서 41.8kcal/mol, 650℃이하 영역에서 12.5kcal/mol이다. 산소압력의존성, 1/n값은 650℃이상 영역에서는 1/5.1∼1/5.4이며, 650℃이하에서는 1/5.9∼1/6.2이다. NiO-Y2O3계는 결함구조가 고온영역에서 3가로 이온화한 이트륨공위이며, 저온영역에서는 2가로 이온화한 틈새형 산소 인전자성 p-형 반도체임이 밝혀졌다. 그러나, 저온영역에서는 이온성 전기전도에 의한 기여가 어느 정도 존재하는 것으로 밝혀졌다.

Electrical conductivities of NiO-Y2O3 systems containing 0.8, 1.6, and 3.2 mol% NiO have been measured in the temperature range of 400 to 1100℃ at PO2's of 1 × 10-5 to 2 × 10-1 atm. Plots of logσ vs 1/T at constant PO2's are found to be linear with an inflection at temperature around 650℃. The slopes are steeper in the high temperature region above 650℃ than in the low temperature region below 650℃. The average activation energies are 41.8kcal/mol in the high temperature region and 12.5kcal/mol in the low temperature region. PO2's dependence value, 1/n, is 1/5.1∼1/5.4 in the high temperature region and 1/5.9∼1/6.2 in the low temperature region. The NiO-Y2O3 systems are found to be an electronic p-type semiconductor. The predominant defects in the systems are believed to be triply ionized yttrium vacancy in the high temperature region and doubly ionized oxygen interstitial in the low temperature region. Ionic contribution to the total conductivity is found from σ∝PO2 in the temperatures below 650℃.

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