人工晶体学报

作者：孟佳源, 李毅, 赵裕春, 武浩荣, 汪雪松, 骆婉君, 虞澜

单位：昆明理工大学材料科学与工程学院,昆明 650093

关键词：c轴择优,CuCr1-xMgxO2多晶,各向异性,电阻率,晶界缺陷,电输运,

基金：国家自然科学基金(51962017,51462017)

采用固相反应法制备了具有c轴择优的CuCr1-xMgxO2(x=0、0.005、0.010、0.020、0.030、0.040、0.050)系列多晶,分别从垂直和平行于压力的宏观面内方向和厚度方向研究Mg掺杂对CuCrO2多晶微结构取向和电性能及各向异性的影响,探讨了Mg掺杂增强CuCrO2陶瓷电导率各向异性的机制。当x≤0.030时,多晶为菱方R3m单相结构,随着掺杂量的增加,晶粒在面内充分长大,气孔和晶界减少,致密度逐渐提高,多晶呈现热激活半导体电输运行为;当x=0.030时,面内取向因子F(00l)达到最高值0.912,面内c轴择优取向远优于厚度方向,面内和厚度方向的CuCr1-xMgxO2多晶室温电阻率分别显著下降至1.80×10-3和3.16×10-3 Ω·m,这是由于其结构各向异性的差异,热激活能均减小至0.03 eV,c轴择优取向对热激活能影响并不明显,最大载流子浓度比母相均增加3个量级,晶界缺陷更少,平均自由程增大,输运能力更强,电导率更高。实验表明最优掺杂量为x=0.030,当掺杂量x高于0.030时,出现MgCr2O4尖晶石杂相,样品的微观结构和电输运性能变差。

来源：2024年第1期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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