The dependence of electrical conductivity of MgxZn1-xO ceramics on phase composition

Simple item page
dc.contributor.authorKorsunska, Nadiiaen_US
dc.contributor.authorPolishchuk, Yuliaen_US
dc.contributor.authorMarkevich, Irynaen_US
dc.contributor.authorKozoriz, K.en_US
dc.contributor.authorPonomaryov, Semyonen_US
dc.contributor.authorMelnichuk, Olexandren_US
dc.contributor.authorStara, Tetyanaen_US
dc.contributor.authorMelnichuk, Lyudmylaen_US
dc.contributor.authorKhomenkova, Larysaen_US
dc.date.accessioned2025-11-21T12:17:52Z
dc.date.available2025-11-21T12:17:52Z
dc.date.issued2024
dc.descriptionТвердофазною реакцією при 1100 °С протягом 3 годин одержано кераміку (Mg,Zn)O з різним вмістом MgO, що змінювався у межах від 0 до 100 мол.% у шихті. Досліджено структурні та електричні характеристики кераміки методами рентгенівської дифракції та спектроскопії інфрачервоного відбиття, а також за допомогою прямого вимірювання електропровідності методом постійного струму. Показано, що величина електропровідності, визначена при моделюванні внеску плазмону у спектри інфрачервоного відбиття, характерна для гексагональної фази твердого розчину, оскільки у кубічній фазі твердого розчину плазмон не проявляється. Встановлено, що концентрація електронів у зернах гексагональної фази (Mg,Zn)O у зразках, виготовлених із шихти із вмістом MgO до 30 мол.%, близька до концентрації носіїв у кераміці ZnO. При збільшенні вмісту MgO спостерігається зменшення внеску гексагональної фази у керамічних зразках, що супроводжується зменшенням концентрації електронів і пояснюється зменшенням вмісту міжвузлового цинку внаслідок його екстракції з ZnO для утворення кубічної фази твердого розчину. Прямі вимірювання електропровідності при постійному струмі показують менші значення провідності у порівнянні із значеннями, оціненими зi спектрів інфрачервоного відбиття. Цей факт, а також надлінійність вольт-амперних характеристик можна пояснити наявністю міжзерених бар’єрів, що перешкоджають визначенню концентрації вільних електронів у зернах. Природа цих бар’єрів, а також роль міжзеренних границь у провідності зразків на постійному струмі, обговорюються.uk_UA
dc.description.abstractThe structural and electrical characteristics of (Mg,Zn)O ceramics produced using the solid state reaction at 1100 °C for 3 hours were studied applying X-ray diffraction and IR reflection spectroscopy as well as means of direct current measurements versus MgO content in initial charge (varied from 0 to 100 mol.%). It has been shown that electrical conductivity extracted from the IR reflection spectra corresponds to that of hexagonal phase in a solid solution, while plasmon in cubic phase was not observed. The electron concentration in the hexagonal grains of solid solution prepared with MgO content below 30 mol. % in the charge was found to be close to that of ZnO grains. It shows the tendency to decrease with further growth of the MgO content, which was explained by extraction of zinc interstitials, responsible for ZnO conductivity, from ZnO under formation of the MgZnO cubic phase. The direct current measurements have shown the lower conductivity as compared to the value estimated from IR reflection spectra. This fact along with the superlinearity of current-voltage characteristics has been explained by the presence of intergranular barriers, which does not allow obtaining information on the concentration of free electrons in the grain by this method. The possible nature of intergranular barriers as well as the role of grain boundaries in the DC conductivity of samples has been discussed.en_US
dc.identifier.citationThe dependence of electrical conductivity of MgxZn1-xO ceramics on phase composition / N. O. Korsunska, Yu. O. Polishchuk, I. V. Markevich, K. O. Kozoriz, S. S. Ponomaryov, O. V. Melnichuk, T. R. Stara, L. Yu. Melnichuk, L. Yu. Khomenkova // Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics. - 2024. - Vol. 27, No 1. - P. 70-78. - https://doi.org/10.15407/spqeo27.01.070en_US
dc.identifier.issn1605-6582
dc.identifier.issn1560-8034
dc.identifier.urihttps://doi.org/10.15407/spqeo27.01.070
dc.identifier.urihttps://ekmair.ukma.edu.ua/handle/123456789/37644
dc.language.isoenen_US
dc.relation.sourceSemiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronicsen_US
dc.statusfirst publisheden_US
dc.subjectMgZnO ceramicsen_US
dc.subjectX-ray diffractionen_US
dc.subjectelectrical conductivityen_US
dc.subjectIR reflection spectroscopyen_US
dc.subjectarticleen_US
dc.subjectкераміка MgZnOuk_UA
dc.subjectдифракція рентгенівських променівuk_UA
dc.subjectелектрична провідністьuk_UA
dc.subjectспектри ІЧ-відбиттяuk_UA
dc.titleThe dependence of electrical conductivity of MgxZn1-xO ceramics on phase compositionen_US
dc.title.alternativeЗалежність електричної провідності кераміки MgxZn1–xO від фазового складуuk_UA
dc.typeArticleen_US
Files
Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
Thumbnail Image
Name:
The_dependence_of_electrical_conductivity_of_MgxZn1-xO_ceramics_on_phase_composition.pdf
Size:
921.77 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download
License bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
1.71 KB
Format:
Item-specific license agreed upon to submission
Description:
Download
Collections
Кафедра фізико-математичних наук