Elektronnye i magnitnye svoystva sil'no nestekhiometricheskikh tverdykh rastvorov Sr1-xLax-yFe1-zCozO3-δ dlya elektroda psevdokondensatora

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Методом когерентного потенциала с учетом корреляций на локализованных Fe-t2g и Co-t2g орбиталях изучены концентрационные зависимости электронных и магнитных свойств кубических твердых растворов Sr1-xLaxFeO3-δ, Sr1-xLax-yFeO3-δ и Sr1-xLaxFe1-zCozO3-δ в пределах области гомогенности, 0.05 ≤ δ ≤ 0.35, x = 0.5, y = 0.03, 0.05, z = 0.05÷0.15. При использовании данных рентгеновской дифракции и термогравиметрии для синтезированных нанопорошков Sr0.5La0.5FeO3-δ воспроизведены экспериментальные электронные спектры и величины магнитных моментов. Легирование феррита стронция SrFeO3-δ лантаном по подрешетке стронция существенно расширяет область кислородной нестехиометрии δ, определяющей накапливаемый заряд, Q. Введение кобальта в подрешетку железа и катионных вакансий в подрешетку стронция эффективно повышает электронную проводимость, оптимизирует энергетический интервал окисления/восстановления, Δth, увеличивает число редокс переходов в нем. Показано, что твердый раствор Sr0.5La0.5Fe0.85Co0.15O2.95÷2.65, имеющий металлический/полуметаллический тип электронного спектра с максимальным числом редокс переходов: Fe4+/Fe3+, Co4+/Co3+, Co3+/Co2+ и Co2+/Co1+ в интервале Δth ∼ 0.65эВ, представляет интерес для создания электронного материала псевдоконденсатора.

About the authors

V. M. Zaynullina

Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН; Институт физики металлов имени М. Н. Мижева Уральского отделения РАН

Email: veronika@ihim.uran.ru
Екатеринбург, Россия; Екатеринбург, Россия

M. A. Korotin

Институт физики металлов имени М. Н. Мижева Уральского отделения РАН

Email: email@example.com
Екатеринбург, Россия

E. V. Vladimirova

Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН

Email: email@example.com
Екатеринбург, Россия

A. P. Tyutyunnik

Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН

Email: email@example.com
Екатеринбург, Россия

A. D. Koryakov

Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН

Email: email@example.com
Екатеринбург, Россия

D. I. Pereverzev

Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН

Email: email@example.com
Екатеринбург, Россия

References

  1. J. T. Mefford, W. G. Hardin, Sh. Dai, K. P. Johnston, and K. J. Stevenson, Nat. Mater. 13, 726 (2014).
  2. Y. Tang, F. Chiabrera, A. Morata, A. Cavallaro, M. O. Liedke, H. Avireddy, M. Maller, M. Butterling, A. Wagner, and M. Stchakovsky, ACS Appl. Mater. Interfaces 14, 18486 (2022).
  3. Y. Liu, Zh. Wang, J.-P. Marcel Veder, Zh. Xu, Y. Zhong, W. Zhou, M. O. Tade, Sh. Wang, and Z. Shao, Adv. Energy Mater. 8, 1702604 (2018).
  4. V. L. Kozhevnikov, I. A. Leonidov, M. V. Patrakeev, A. A. Markov, and Y. N. Blinovskov, J. Solid State Electrochem. 13, 391 (2009).
  5. B. Pan, H. Miao, F. Liu, M. Wu, and J. Yuan, Int. J. Hydrog. Energy 48, 11045 (2023).
  6. M. V. Patrakeev, I. A. Leonidov, V. L. Kozhevnikov, and K. R. Poeppelmeier, J. Solid State Chem. 178, 921 (2005).
  7. V. М. Zainullina, М. А. Korotin, and V. L. Kozhevnikov, Solid State Comm. 284–286, 62 (2018).
  8. M. Ahangari, J. Mostafaei, A. Sayyah, E. Mahmoudi, E. Asghari, A. Coruh, N. Delibas, and A. Niaei, J. Energy storage 63, 107034 (2023).
  9. Z. Li, W. Zhang, Ch. Yuan, and Y. Su, RSC Adv. 7, 12931 (2017).
  10. В. Д. Седых, О. Г. Рыбченко, Э. В. Суворов, А. И. Иванов, В. И. Кулаков, Физика твердого тела 62, 1698 (2020).
  11. A. Lebon, P. Adler, C. Bernhard, A. V. Boris, A. V. Pimenov, A. Maljuk, C. T. Lin, C. Ulrich, and B. Keimer, Phys. Rev. Lett. 92, 037202 (2004).
  12. H. Wadati, D. Kobayashi, H. Kumigashira, K. Okazaki, T. Mizokawa, A. Fujimori, K. Horiba, M. Oshima, N. Hamada, M. Lippmaa, M. Kawasaki, and H. Koinuma. Phys. Rev. B 71, 035108 (2005).
  13. Zh. Wang, H. Zhao, N. Xu, Y. Shen, W. Ding, X. Lu, and F. Li, J. Phys. Chem. Solids 72, 50 (2011).
  14. T. Jia, E. J. Popczun, J. W. Lekse, and Y. Duan, Phys. Chem. Chem Phys. 22, 16721 (2020).
  15. M. A. Korotin, N. A. Skorikov, and A. O. Anokhin, Phys. B 526, 14 (2017).
  16. W. Metzner and D. Vollhardt, Phys. Rev. Lett. 62, 324 (1989).
  17. В. М. Зайнуллина, М. А. Коротин, В. Л. Кожевников, Письма в ЖЭТФ 118, 39 (2023).
  18. O. K. Andersen and O. Jepsen, Phys. Rev. Lett. 53, 2571 (1984).
  19. V. I. Anisimov, D. E. Kondakov, A. V. Kozhevnikov, I. A. Nekrasov, Z. V. Pchelkina, J. W. Allen, S.-K. Mo, H.-D. Kim, P. Metcalf, S. Suga, A. Sekiyama, G. Keller, I. Leonov, X. Ren, and D. Vollhardt, Phys. Rev. B 71, 125119 (2005).
  20. X.-D. Zhou, Q. Cai, J. Yang, M. Kim, W. B. Yelon, W. J. James, Y.-W. Shin, B. J. Scarfino, and H. U. Anderson, J. Appl. Phys. 97, 10C314 (2005).
  21. D. Samal and P. S. A. Kumar, J. Phys.: Condens. Matter 23, 016001 (2011).
  22. M. A. Korotin, Z. V. Pchelkina, N. A. Skorikov, E. Z. Kurmaev, and V. I. Anisimov, J. Phys.: Condens. Matter 26, 115501 (2014).
  23. V. M. Zainullina, M. A. Korotin, and V. L. Kozhevnikov, J. Alloy. Compd. 971, 172660 (2024).
  24. M. D. Scafetta, A thesis, Drexel University, PA (2015).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences