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Journal of the Korean Chemical Society (JKCS)

ISSN 1017-2548(Print)
ISSN 2234-8530(Online)
Volume 31, Number 5
JKCSEZ 31(5)
October 20, 1987 

Intrinsic and Extrinsic Defects and Their Itinerant Electronic Conductivity of Ceria

본성 및 외성 영역에서 Ceria 의 결함구조 및 자유전자 전도도
Keu Hong Kim, Hyun Koen Suh, Young Sik Kwon, Jae Shi Choi

김규홍, 서현곤, 권영식, 최재시
CeO2의 전기전도도를 300 ~ 1000℃의 온도범위와 10-5 to 10-1 atm의 산소압력하에서 측정하였다. 전기전도도의 온도의존성과 산소압력 의존성을 측정하여 본 시료의 결합구조와 전기전도 메카니즘을 연구하였으며, 본 실험결과는 300 ~ 600℃, 600 ~ 1000℃의 두온도영역에서 나누어 설명하였다. 각 산소 압력하에서 log σ vs. 1/T의 도시로부터 얻어진 활성화에너지는 높은 온도영역에서 2.16 eV이었다. 또한 전기전도도의 산소압력의존성은 높은 온도영역에서 σαPO2-1/4, 낮은 온도영역에서 σα PO2-1/6.2로 각각 나타났다. 이 시료에 있어서의 주 결함은 높은 온도영역에 대하여 Ce3·interstitial이며, 낮은 온도영역에서는 oxygen vacancy model로 사료된다. 전기전도도의 온도 및 산소압력의존성을 고찰하였고 전기전도 메카니즘을 제시하였다.

The electrical conductivity of CeO2 has been measured in the temperature range of 300 to 1000℃ under the oxygen pressures of 10-5 to 10-1 atm. Plots of log σ vs. 1/T at constant PO2 are found to be linear with an inflection, and the activation energy obtained from the slopes appears to be 2.16 eV for the intrinsic region. The conductivity dependences on PO2 at the above temperature range are closely approximated by σαPO2-1/4 for the intrinsic and σα PO2-1/6.2 for the extrinsic, respectively. The dominant defects in this sample are believed to be Ce3+ interstitial for the intrinsic and the (Vo-2e') for the extrinsic range. The interpretations of conductivity dependences on temperature and PO2 are presented, and conduction mechanisms are proposed to explain the data.

389 - 394
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