Preusser, Andrea: Struktur-Eigenschaftskorrelationen in den silberionenleitenden Systemen AgI-AgMxOy (M=P,Cr,Mo)

Dissertation (PDF (.pdf), 2122 KB)

Schlüsselwörter
Silberionenleiter, Strukturbestimmung, Ionenleitung, Valenzsummen
Silver-ion conductors, structure determination, ionic conductivity, valence-maps

Sachgruppe der DNB
1 Wissenschaft und Kultur allgemein
Basisklassifikation
38.31
Göttinger Online Klassifikation
VGA 300

Dissertation zur Erlangung des Doktortitels, angenommen von: Georg-August-Universität Göttingen, Mathematisch-naturwissenschaftliche Fakultäten, 2002-10-29

Abstract (ENG)

Silver iodide silver oxyacid salts of the general composition AgI-AgMxOy (M=V, Nb, Ta, Cr, Mo, W,.....B, Ge, P, As, S, Se, Te) are important model substances for the investigation of transport-properties of silver ion conducting solid electrolytes, as they exhibit high ionic conductivity and electrochemical stability in both the crystalline and glassy state. Models for the transport pathways of mobile ions in such solid electrolytes can be derived from the local structure via valence maps employing bond-length-bond-strength relationships. Although phase diagrams of numerous silver iodide- silver oxyacid-systems had been studied in detail, crystal structures had been known for only three crystalline phases prior to this study.

To overcome this lack of understanding of the correlations between structure and conductivity this thesis aimed at a systematic synthesis and crystal structure determination of AgI-AgMxOy phases (M=P, Cr, Mo). The usability of valence-maps for the prediction of conductivity-pathways can be verified based on the determined structures. Moreover, the influence of the coordinating anions on the mobility of silver ions has been examined. In contrast to previous assumptions in literature, it was found that the conductivity in all these crystalline phases can only be explained if silver ions on mixed-coordinated sites contribute to the ionic conductivity.

Abstract (GER)

Silberiodid-Silberoxisalz-Verbindungen des Typs AgI-AgMxOy (M=V, Nb, Ta, Cr, Mo, W,.....B, Ge, P, As, S, Se, Te) sind sowohl als Keramiken als auch als Gläser wegen ihrer hohen Ionenleitfähigkeit bei vergleichsweise überschaubarer Elektrochemie wichtige Modellsubstanzen für die Untersuchung von Transporteigenschaften in silberionenleitenden Festelektrolyten. Die Transportpfade für bewegliche Ionen in Festelektrolyten lassen sich mit Hilfe von Bindungslängen- Bindungsstärken-Beziehungen als Valenzsummendarstellungen abschätzen. Zwar sind die Phasendiagramme zahlreicher Silberiodid-Silberoxisalz-Systeme bekannt, aber bisher sind nur drei der bis jetzt bekannten kristallinen Phasen strukturell untersucht worden. Dadurch bleibt ein wesentlicher Zugang zum Verständnis der Struktur-Leitfähigkeitskorrelationen nahezu ungenutzt. Ziel dieser Arbeit war daher in den Systemen AgI-AgMxOy (M=P, Cr, Mo) systematische Untersuchungen zur Synthese und strukturellen Charakterisierung der kristallinen Phasen durchzuführen.

Anhand der strukturbestimmten Phasen läßt sich anschließend die Verwendbarkeit von Valenzsummendarstellungen für die Voraussage von Leitfähigkeitspfaden in diesen Systemen überprüfen. Ebenso ließ sich dadurch der Einfluß der Gegenionen auf die Beweglichkeit der Silberionen näher bestimmen. Im Gegensatz zur bislang vorherrschenden Ansicht kann die Leitfähigkeit der kristallinen Phasen nur erklärt werden, wenn auch Silberionen auf Plätzen mit gemischter Koordination zur Leitfähigkeit beitragen.

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