Fenómenos de transporte de carga en sistemas vítreos formados a partir de óxidos

Abstract

Se estudió el efecto del óxido modificador Na2O sobre la estructura de vidrios de óxido de vanadio, molibdeno y telurio que responden a la fórmula general: xM2O (1 x) [0.5 V2O5 0.5 MoO3]. 2TeO2 y su influencia en el transporte iónico de carga eléctrica, en un amplio rango de temperatura y compo-sición. El objetivo fundamental de este trabajo fue vincular los resultados experimentales obtenidos por Calorimetría Diferen-cial de Barrido (DSC), difracción de Rayos X (XRD) y Espec-troscopía de Infrarrojo con Transformada de Fourier (FTIR), con los fenómenos de transporte de carga iónica puestos en evidencia por la Espectroscopía de Impedancia. En particular se focalizó la atención en los efectos que tienen en la estruc-tura de la matriz vítrea los diferentes cationes de los óxidos modificadores utilizados (Na+,Ag+ y Li+) de acuerdo con su naturaleza, carga y tamaño; y cómo, estas características, influyen en el comportamiento eléctrico, en la temperatura de transición vítrea y en la densidad. Los resultados obtenidos confirman la existencia de una transición desde un régimen de conducción predominantemente electrónica cuando x tiende a 0.0 a un régimen de conducción predominantemente iónica cuando x tiende a 1.0. Esta transición está caracterizada por un profundo mínimo de varios órdenes de magnitud en una isoterma de conductividad. El análisis calorimétrico de barrido (realizado sobre la matriz vítrea en estudio modificada con Na2O, Li2O y Ag2O), permitió establecer una correlación entre la temperatura de transición vítrea y la entalpía asociada al proceso de relajación estructural. Asimismo, la entalpía de relajación, entendida como una medida de la estabilidad de la matriz, pone de manifiesto una mayor influencia de la diferente naturaleza de los cationes modificadores (entendida a partir de su configuración electrónica) más que únicamente con el radio del catión modificador.

We have studied the effect of the Na2O as modifier oxide on the structure of vanadium tellurite glasses of the formula xM2O (1 x) [0.5 V2O5 0.5 MoO3]. 2TeO2 and, its influence on the ionic transport, in a wide range of temperature and compositions. The essential aim of our work was to relate the experimental results of this vitreous system, obtained by means of Differential Scanning Calorimetry (DSC), X Ray Diffraction and Infrarred Spectroscopy Fourier Transform (FTIR) with the ionic transport phenomena made evident from Impedance Spectroscopy. In particular, we have focused on the effects on the glassy matrix structure with M= Na, Ag and Li, according to their nature, charge and size and, we have studied how those characteristics are reflected in the electrical behaviour, the vitreous transition and density. Our results confirm the existence of a transition from a mainly electronic conductive regime when x = 0.0 to a mainly ionic conductive regime when x = 1.0. This transition is characte-rised by a deep minimum in the electrical conductivity isotherm. We have established the correlation between the glass transition temperature and the enthalpy of structural relaxation process (by scanning calorimetric análisis) perfor-med on the glassy matrix modified with Na2O, Li2O and Ag2O. Furthermore, the analysis of enthalpy of structural relaxation -as a measured of matrix stability- makes clear that there is a greater influence of the modifier cation nature due to its electronic configuration, than the modifier cation radius.