Publication detail

Glass structure as a driver of polaronic conductivity in phosphate glasses containing MoO3 and WO3

Year: 2023

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Journal of Materials Chemistry C

Publisher name: Royal Society of Chemistry

Place: Cambridge

Page from-to: 9628-9639

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Struktura skla akcelerátor polaronové vodivosti ve fosfátových sklech obsahujících MoO3 a WO3	Skla obsahující oxidy přechodné kovů (TMO) vykazují polaronovou vodivost, která závisí na celkovém množství TMO a frakci redukovaných iontů přechodných kovů. V této studii ukazujeme, že ve fosfátových sklech obsahujících WO3 a MoO3, polaronová vodivost je zcela řízena strukturními rysy skelné sítě. Wolframová skla vykazují o šest řádů vyšší vodivost než skla molybdenová i přes výrazně nižší obsah iontů W5+ a změny ss vodivosti se složením nejsou monotónní funkcí v obou typech skel. Důvodem je tvorba agregátů z oktaedrů WO6 propojených do řetězců vazbami W-O-W-O-W, které usnadňují polaronový transport v protikladu s celky MoO6 a MoO4, které jsou homogenně zabudovány do fosfátové sítě a nemohou vytvářet takové rychlé vodivostní dráhy. Detailní analýza frekvenčně závislé vodivosti a permitivity s aplikací modelu MIGRATION nám pomáhá porozumět strukturním rysům, které ovlivňují vodivost v těchto sklech a ukazují na důležitost propojenosti strukturní sítě a pohyb polaronů v nich.	elektrické vlastnosti; neuspořádaná struktura; transportní vlastnosti; ss vodivost; pohyb iontů; molybden; wolfram; krystaly; dynamika; spektra
eng	Glass structure as a driver of polaronic conductivity in phosphate glasses containing MoO3 and WO3	Glasses containing transition metal (TM) oxides exhibit polaronic conductivity which, according to a well-accepted view, depends on the overall amount of TMO and the fraction of reduced TM ions. In this study we show that in phosphate glasses containing WO3 and MoO3, polaronic conductivity is entirely governed by the structural features of the glass network and cannot be correlated with these parameters. Tungsten glasses are found to exhibit six orders of magnitude higher conductivity than their molybdenum counterparts despite a significantly lower fraction of W5+ ions and the compositional change of DC conductivity is non-monotonic in both glass systems. We relate the former effect to the tendency of WO6 units to aggregate by forming W-O-W-O-W bonds which facilitate polaronic transport, in contrast to MoO6 and MoO4 units which are prone to incorporate into a phosphate network uniformly thus failing to provide such fast conduction pathways. More interestingly, we show that the latter effect originates from the manner in which tungstate or molybdate units are mutually linked within the phosphate network: if they form chains with a sufficient number of flexible terminal oxygen bonds (lower TMO content) polaronic transport is facilitated whereas if they connect three-dimensionally, causing a reduction in the number of terminal oxygens (higher TMO content), conductivity is hindered. A detailed analysis of frequency-dependent conductivity and permittivity using the MIGRATION concept helps us understand the structural features that influence conductivity in these glasses and points out the importance of network connectivity in the propagation of polarons on long-range and localized scales.	electrical-properties; disordered structures; transport-properties; dc conductivity; ionic motion; molybdenum; tungsten; crystalline; dynamics; spectra

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links