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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 

 
Title
Conduction Band Model of the System α-Fe2O3-CdO at Extrinsic Region

외성영역에서 α-Fe2O3-CdO 계의 전도띠 모델
Author
Keu Hong Kim, Seok Ho Yun, Young Sik Kwon, Jae Shi Choi

김규홍, 윤석호, 권영식, 최재시
Keywords
Abstract
2.5 및 5.0mol% cd로 도프된 α-Fe2O3의 전기전도도를 300 ~ 900℃의 온도 및 10-7 ~ 10-1 atm의 산소분압에서 각각 측정하였다. log σ를 1/T에 대하여 도시한 결과, 산소분압이 5 × 10-2 atm보다 높은 영역에서 외성전도도가 나타났다. 5.0mol% cd로 도프된 시료의 경우, 550℃의 온도에서 전이점이 나타났으며 활성화에너지는 본성영역에서 1.34 eV, 외성영역에서 0.50 eV이다. 외성영역은 산소분압이 5 × 10-2 atm 보다 낮은 경우, 본성영역으로 전환되었다. 따라서 산소분압이 5 × 10-2 atm보다 낮은 경우 Cd-doped α-Fe2O3의 전기전도도는 불순물 첨가효과에 관계없이 본성을 나타낸다. 본성에서의 결함구조는 Fe2+ 틈새이며 외성영역에서는 산소공위이다. 전기전도도 메카니즘이 두 영역에서 각각 제시되었으며 외성영역에서 전도띠 모델이 제안되었다.

The electrical conductivities of α-Fe2O3 containing 2.5 and 5.0mol% of cadmium were measured from 300 to 900℃ under oxygen pressures of 10-7 to 10-1 atmosphere. Plots of log σ vs. 103/T show the extrinsic conductivity at oxygen pressure higher than 5 × 10-2 atm. The transition points appear at about 550℃ and the activation energies are 1.34 eV for the intrinsic region and 0.50 eV for the extrinsic region on 5mol% Cd-doped α-Fe2O3. The extrinsic conductivity disappears at oxygen partial pressures lower than 5 × 10-2 atm, and the intrinsic conductivity predominates. The electrical conductivities decrease with increasing mol% of cadmium doped. The predominant defect of α-Fe2O3 doped with Cd is believed to be Fe2+ interstitial for the intrinsic, however, oxygen vacancy predominates for the extrinsic region. The electrical conduction mechanisms are proposed and the conduction band model is suggested for the extrinsic region.

Page
406 - 412
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