Publication detail

Electrical transport and dielectric relaxation in 5Fe2O3-40ZnO-55P2O5 iron zinc phosphate bulk glass

Year: 2025

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Journal of Non-Crystalline Solids

Page from-to: 123311

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Elektrický transport a dielektrická relaxace v 5Fe2O3-40ZnO-55P2O5 železito zinečnatofosfátové sklo	Byly použity experimentální techniky elektrické impedanční spektroskopie (EIS) a optické spektroskopie (OS). prozkoumat některé základní a důležité aspekty struktury elektronického pásma, elektrického přenosu a dielektrická relaxace v 5Fe2O3–40ZnO–55P2O5 železozinkofosfátovém sypkém skle. Závislost na teplotě stejnosměrná elektrická vodivost, jak byla určena EIS, vykazovala jednoduché Arheniusovo chování s aktivační energií ~1 eV, což je hodnota sdílená velkým počtem dalších skelných systémů. Měření EIS odhalilo také a počet diskrétních dielektrických relaxačních procesů, z nichž některé mají neexponenciální „univerzální“ chování. Teplotní závislost charakteristické frekvence jedné z těchto dielektrických relaxací Bylo zjištěno, že procesy souvisí s pozorovanými hodnotami stejnosměrné elektrické vodivosti při stejných teplotách prostřednictvím vztahu Barton-Namikawa-Nakajima (BNN). Na základě analýzy jak optické, tak elektrické měření, došlo k závěru, že stejnosměrný elektrický transport je způsoben přeskakováním polaronu v malých otvorech, ale Fe stránky nejsou skákací stránky. Spíše přidané atomy Fe v jejich možných různých stavech nabití uvnitř skelná matrice působí jako silně lokalizovaná akceptorová místa (pásy) a dc elektrický transport pak probíhá přes samozachycené díry, pocházející ze zbývajících jednotlivě obsazených elektronových stavů (díry) na vrcholu valence pásové ocasy ve studovaném skle. Existence „defektních“ akceptorových pásů v blízkosti valenčních pásů v širším měřítku sklovité materiály s mezerou v pásmu a následné samozachycování děr se navrhuje jako obecný trend a příčina převážně chování typu p a polaronický typ elektrického vedení v těchto systémech.	Nekrystalické materiály;Elektrický transport ve sklech; Dielektrická relaxace ve sklech; Elektrická impedanční spektroskopie; Samozachycení náboje; Polarony; Struktura elektronového pásu
eng	Electrical transport and dielectric relaxation in 5Fe2O3-40ZnO-55P2O5 iron zinc phosphate bulk glass	Electrical Impedance Spectroscopy (EIS) and Optical Spectroscopy (OS) experimental techniques have been used to investigate some basic and important aspects of the electronic band structure, electrical transport and dielectric relaxation in 5Fe2O3–40ZnO–55P2O5 iron zinc phosphate bulk glass. The temperature dependence of the dc electrical conductivity, as determined by EIS, showed a simple Arhenius behaviour, with activation energy of ~1 eV, a value shared by a large number of other glassy systems. The EIS measurements revealed also a number of discrete dielectric relaxation processes, some of them possessing a non-exponential “universal” behaviour. The temperature dependence of the characteristic frequency of one of these dielectric relaxation processes was found to be related to the observed values of dc electrical conductivity at the same temperatures through Barton-Namikawa-Nakajima (BNN) relation. Based on the analysis of both the optical and the electrical measurements, it is concluded that the dc electrical transport is due to hole small polaron hopping, but the Fe sites are not the hopping sites. Rather, the added Fe atoms in their possible different charge states within the glassy matrix act as strongly localised acceptor sites (bands) and the dc electrical transport then takes place via self-trapped holes, originating from the remaining singly occupied electron states (holes) at the top of the valence band tails in studied glass. The existence of “defect” acceptor bands in the vicinity of the valence bands in wider band gap glassy materials and subsequent hole self-trapping is proposed to be a general trend and the cause of largely p-type behaviour and polaronic type of electrical conduction in these systems.	Non-Crystalline materials; Electrical transport in glasses; Dielectric relaxation in glasses; Electrical Impedance spectroscopy; Charge self-trapping; Polarons; Electron band structure

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links