Physics of Superionic Conductors

هادی های فوق یونی جامداتی هستند که رسانایی یونی آنها به نمک های مذاب و محلول های الکترولیت نزدیک می شود و در برخی موارد از آنها فراتر می رود. این به حالت غیر معمول ماده اشاره دارد که در آن برخی از اتم ها تحرک تقریباً مایع دارند در حالی که برخی دیگر آرایش کریستالی منظم خود را حفظ می کنند. این دوگانگی مایع-جامد برای فیزیکدانان ماده متراکم جذابیت زیادی دارد، و توسعه همزمان روش‌های جدید قدرتمند برای مطالعه جامدات بی‌نظم و علاقه به رساناهای فوق یونی برای کاربردهای فنی منجر به موج جدیدی از فعالیت در این زمینه ارجمند شده است. هدف این کتاب خلاصه کردن جستجوهای جاری در فیزیک رسانش فوق یونی است. با تأکید ویژه بر جنبه هایی که این مواد را از سایر جامدات متمایز می کند. هدف این جلد، حمایت از جامعه مواد است و انتظار داریم، تحقیقات بیشتری را در مورد این مواد بالقوه مفید تحریک کند. خصوصیات معمول فاز فوق یونی رسانایی یونی بالا را فهرست می کند. انرژی فعال سازی کم؛ و ساختار باز کریستال، با شبکه به هم پیوسته آن از مکان‌های خالی در دسترس یک گونه یونی. همانطور که در این جلد نشان می‌دهیم، باید پویایی و اثر جمعی مهم را اضافه کرد: عدم وجود حالت‌های شبکه نوری کاملاً مشخص، وجود یک تحریک فراگیر و کم انرژی، یک قله مادون قرمز در فرکانس هدایت وابسته، پیش فاکتورهای غیرمعمول NMR، انتقال فاز، و تمایل قوی برای یافتن یون متحرک بین سایت‌های مجاز.

Superionic conductors are solids whose ionic conductivities approach, and in some cases exceed, those of molten salts and electrolyte solutions. This implies an un­ usual state of matter in which some atoms have nearly liquidlike mobility while others retain their regular crystalline arrangement. This liquid-solid duality has much appeal to condensed matter physicists, and the coincident development of powerful new methods for studying disordered solids and interest in superionic conductors for technical applications has resulted in a new surge of activity in this venerable field. It is the purpose of this book to summarize the current re­ search in the physics of superionic conduction. with special emphasis on those aspects which set these materials apart from other solids. The volume is aimed to­ wards the materials community and will, we expect, stimulate further research on these potentially useful substances. The usual characterization of the superionic phase lists high ionic conductivity; low activation energy; and the open structure of the crystal, with its interconne­ ted network of vacant sites available to one ionic species. To these, as we demon­ strate in this volume, should be added important dynami~ and collective effect~: the absence of well-defined optical lattice modes, the presence of a pervasive, low-energy excitation, an infrared peak in the frequency-dependent conductivity, unusual NMR prefactors, phase transitions, and a strong tendency for the mobile ion to be found between allowed sites.