Изучение особенностей транспортных свойств электролитов на основе CeO$_2$ методами рамановской и импедансной спектроскопии

Твердые растворы СeO$_2$–(Sm,Nd)$_2$O$_3$ получены методом твердофазного синтеза. Исследованы микроструктура, плотность и электропроводность керамических образцов, изготовленных методом прокатки с органической связкой с последующим спеканием в воздушной атмосфере при 1600$^\circ$C. Метод импедансной спектроскопии использован для разделения вкладов в общую проводимость объема зерен и границ зерен в области температур 250–700$^\circ$C. Данные импедансной спектроскопии показали существенное влияние границ зерен на транспортные свойства твердого электролита с Sm в качестве допанта по сравнению с электролитом с Nd. Методом рамановской спектроскопии изучены оптические свойства поликристаллических электролитов Ce$_{1-x}$Nd$_x$O$_{2-\delta}$ и Ce$_{0.8}$Sm$_{0.2}$O$_{2-\delta}$. В спектре керамики отчетливо наблюдаются две моды: мода СеО$_2$ при 465 см$^{-1}$ и дополнительная мода при частоте $\sim$ 550 см$^{-1}$, обусловленная колебанием ассоциированных вакансий кислорода, интенсивность которой зависит от концентрации допанта и энергии связи катион допанта-кислородная вакансия. Величина энергии связи кислородных вакансий в структуре флюорита коррелирует с поведением объемной проводимости, а твердые растворы с самарием показывают наибольшие значения объемной проводимости.