Study on electrical properties of Bi2O3-Fe2O3-P2O5 glasses investigated by impedance spectroscopy

Elektricna su svojstva bizmutovih željeznih fosfatnih stakala istraživana impedancijskom spektroskopijom. Fosfatna stakla množinskih sastava: 40Fe2O3-60P2O5, 3Bi2O3-38, 8Fe2O3-58, 2P2O5, 10Bi2O3-30Fe2O3-60P2O5, 20Bi2O3-20Fe2O3-60P2O5 istraživana su mjerenjem admitancije u frekvencijskom podrucju od 0, 01 Hz do 4 MHz i temperaturnom podrucju od 303 do 473 K. Elektricna provodnost bizmutovih željeznih fosfatnih stakala ovisi o množinskom udjelu Fe2O3, koncentraciji Fe(II) iona i udaljenosti između dva Fe atoma. Povecanjem Fe(II) koncentracije od 17 % do 35 % kod stakala koja sadrže do 10 mol% Bi2O3 elektricna dc provodnost raste. S druge strane, pad dc provodnosti za staklo koje sadrži 20 mol% Bi2O3 pripisuje se smanjenju kolicine Fe2O3 od 30 do 20 mol%, sto upucuje da dc provodnost u ovim staklima ovisi o kolicini Fe2O3, a neovisna je o kolicini Bi2O3. Elektronska vodljivost ovih stakala posljedica je prijelaza elektrona s Fe(II) na Fe(III) ione i stvaranja polarona. Povecanje elektricne vodljivosti unutar serije stakala prati smanjenje aktivacijske energije sto je posljedica stvaranja vece koncentracije polarona. Relaksacijska vremena i odgovarajuce energije aktivacije, također, ovise o koncentraciji nastalih polarona. Stakla s vecom koncentracijom Fe(II) iona pokazuju kraca relaksacijska vremena, te manju energiju aktivacije. Izracunate vrijednosti energije aktivacije za dc provodnost, Edc, i energije aktivacije, EZ", identicne su i upucuju da se radi o istom relaksacijskom procesu. Istraživana bizmutova željezna fosfatna stakla pokazuju elektronsku provodost.