Фазовые переходы, диффузия ионов Na и суперионная проводимость в соединениях Na2B12H12 и Na2B10H10

А.В. Скрипов, А.В. Солонинин, О.А. Бабанова, Р.В. Скорюнов

В соединениях Na2B12H12 и Na2B10H10 обнаружены фазовые переходы порядок-беспорядок, которые сопровождаются резким ускорением реориентационного движения анионов ([B12H12]2−, [B10H10]2−) и трансляционной диффузии катионов Na+. В высокотемпературных фазах обоих соединений наблюдается исключительно высокая ионная проводимость. Полученные результаты важны для выяснения механизмов атомного движения в перспективных ионных проводниках.

Температурные зависимости скорости спин-решеточной релаксации 1Н и 23Na для Na2B12H12. Скачкообразные изменения скоростей релаксации вблизи 520 K связаны с фазовым переходом. Сплошными кривыми показаны результаты аппроксимации данных по скорости спин-решеточной релаксации 1Н в низкотемпературной фазе.

(Лаборатория кинетических явлений; авторы: А.В. Скрипов, д.ф.м.н., А.В. Солонинин, к.ф.м.н., О.А. Бабанова, к.ф.м.н., Р.В. Скорюнов.  Работа выполнена при финансовой поддержке по гранту РФФИ № 12-03-00078).

 

Публикации по представляемой работе:

  1. A.V. Skripov, O.A. Babanova, A.V. Soloninin, V. Stavila, N. Verdal, T.J. Udovic, J.J. Rush. Nuclear magnetic resonance study of atomic motion in A2B12H12 (A = Na, K, Rb, Cs): anion reorientations and Na+ mobility. J. Phys. Chem. C, 117, 25961-25968 (2013).
  2. N. Verdal, J.-H. Her, V. Stavila, A.V. Soloninin, O.A. Babanova, A.V. Skripov, T.J. Udovic, J.J. Rush. Complex high-temperature phase transitions in Li2B12H12 and Na2B12H12. J. Solid State Chem., 212, 81-91 (2014).
  3. T.J. Udovic, M. Matsuo, A. Unemoto, N. Verdal, V. Stavila, A.V. Skripov, J.J. Rush, H. Takamura, S. Orimo. Sodium superionic conduction in Na2B12H12. Chem. Comm., 50, 3750-3752 (2014).
  4. T.J. Udovic, M. Matsuo, W.S. Tang, H. Wu, V. Stavila, A.V. Soloninin, R.V. Skoryunov, O.A. Babanova, A.V. Skripov, J.J. Rush, A. Unemoto, H. Takamura, S. Orimo. Exceptional superionic conductivity in disordered sodium decahydro-closo-decaborate. Adv. Mater., DOI: 10.1002/adma.201403157.