Электронные и магнитные свойства сильно нестехиометрических твердых растворов Sr1-xLax-yFe1-zCozO3-δ для электрода псевдоконденсатора

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

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.

Об авторах

В. М. Зайнуллина

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

М. А. Коротин

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

Email: email@example.com
Екатеринбург, Россия

Е. В. Владимирова

Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН

Email: email@example.com
Екатеринбург, Россия

А. П. Тютюнник

Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН

Email: email@example.com
Екатеринбург, Россия

А. Д. Коряков

Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН

Email: email@example.com
Екатеринбург, Россия

Д. И. Переверзев

Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН

Email: email@example.com
Екатеринбург, Россия

Список литературы

  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).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025