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电子跳跃模型(electron hopping model)是目前在ni-mn-o系凯时k8娱乐唯一官网-凯发官网入口首页陶瓷中被广泛认可和接受的导电机理。该模型认为在该体系中电子导电存在两个条件:(1)金属离子的价态是可以变价的;(2)变价的金属离子在晶体学中占据相同的位置。对于ni-mn-o材料体系而言,一般都含有可变价的mn离子,存在 4
、 3、 2等诸多价态,其中mn 4 和mn3 离子一般倾向于进入尖晶石结构中的b位,而mn2 离子则会倾向进入a位。在尖晶石结构中,由于b-b位之间的距离略小于a-a位之间的距离,所以电子会在距离较短的b位mn4 离子和mn3 离子之间进行跳跃,产生跳约导电。以nixmn3-xo4(0 (1)
其中 , 是八面体位置的浓度, 是电子跳跃距离, 是与传导相关的晶格热振动的频率, 是玻尔兹曼常数, 是电子的基本电荷,[mn4 ]和[mn3 ]是八面体中mn4 离子和mn3 离子的浓度, 是电子跳跃需要克服的势垒。理论计算可知, 当[mn3 ]=[mn4 ]时,即x=2/3,电阻率将有极小值,若继续增加ni元素的含量,凯时k8娱乐唯一官网-凯发官网入口首页率则会逐渐增加。fritsch就系统研究了nixmn3-xo4(0.6
图2 nixmn3-xo4电阻率随镍含量变化示意图,两种陶瓷金属化工艺:(a)真空蒸发镀膜(没有热处理过程); (b)丝网印刷工艺(850°c烧银)。
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