Anisotropy and microscopic aspects of ion transport in Li2B4O7 crystals

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

The molecular dynamics method is used to study the features of ion transport in lithium tetraborate Li2B4O7 crystals with vacancy disorder. It is shown that ion transport caused by lithium ions is anisotropic. The highest values of diffusion coefficients are observed along the c-axis and amount to DLi ~ 1×10–6 cm2/s at temperatures close to the melting point. It is shown that lithium ions jump over distances from 1.5 to 3.5 Å via the vacancy mechanism, and the length of correlated jumps can reach 6 Å.

About the authors

A. K. Ivanov-Schitz

Shubnikov Institute of Crystallography of the Kurchatov Complex Crystallography and Photonics of the NRC “Kurchatov Institute”, Moscow, 119333 Russia

Email: alexey.k.ivanov@gmail.com
Moscow, 119333 Russia

References

  1. Bhalla A.S., Cross L.E., Whatmore R.W. // Jpn J. Appl. Phys. 1985. Pt 2. V. 24. P. 727. https://doi.org/10.7567/JJAPS.24S2.727
  2. Shiosaki T., Adachi M., Kobayashi H. et al. // Jpn J. Appl. Phys. 1985. V. 24. Suppl. 24-1. P. 25.
  3. Filipiak J., Majchrowski A., Lukasiewicz T. // Arch. Acoust. 1994. V. 19. P. 131.
  4. Adachi M., Nakazawa K., Kawabata A. // Ferroelectrics. 1997. V. 195. P. 1236. https://doi.org/10.1080/00150199708260502
  5. Ketsman I., Wooten D., Xiao J. et al. // Phys. Lett. A. 2010. V. 374. P. 891. https://doi.org/10.1016/j.physleta.2009.12.012
  6. Aliev A.E., Akramov A.Sh., Valetov R.R. et al. // Solid State Ionics. 1991. V. 46. P. 197.
  7. Kushnir O.S., Burak Y.V., Bevz A.A. et al. // Opt. Spectrosc. 2000. V. 88. P. 765. https://doi.org/10.1134/1.626874
  8. Mehrabi M., Zahedifar M., Hasanloo S. et al. // Rad. Phys. Chem. 2022. V. 194. P. 110057. https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2022.110057
  9. Balhara A., Gupta S.K., Modak B. et al. // Inorgan. Chem. 2023. V. 62. P. 20258. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.3c03202
  10. Mehrabi M., Zahedifar M., Hasanloo S. et al. // Eur. Phys. J. Plus. 2023. V. 138. P. 584. https://doi.org/10.1140/epjp/s13360-023-04236-2
  11. Sugawara T., Komatsu R., Uda S. // Solid State Commun. 1998. V. 107. P. 233. https://doi.org/10.1016/S0038-1098(98)00190-2
  12. Бхар Г.Ч., Кумбхакар П., Чаудхари А.К. // Квантовая электроника. 2002. Т. 32. С. 341.
  13. Mohandoss R., Dhanuskodi S., Renganathan B. et al. // Curr. Appl. Phys. 2013. V. 13. P. 957.
  14. Echeverria E., McClory J., Samson L. et al. // Crystals. 2024. V. 14. P. 61. https://doi.org/10.3390/cryst14010061
  15. Furusawa S.-I., Tange S., Ishibashi Y. et al. // J. Phys. Soc. Jpn. 1990. V. 59. P. 2532.
  16. Matsuo T., Yagami T., Katsumata T. // J. Appl. Phys. 1993. V. 74. P. 7264.
  17. Byrappa K., Rajeev V., Hanumesh V.J. et al. // J. Mater. Res. 1996. V. 11. P. 444.
  18. Kim J.S. // J. Phys. Soc. Jpn. 2001. V. 70. P. 3129.
  19. Kim C.-S., Kim D.J., Hwang Y.-H. et al. // J. Appl. Phys. 2002. V. 92. № 8. Р. 4644. https://doi.org/10.1063/1.1505980
  20. Ризак И.М., Ризак В.М., Байса Н.Д. и др. // Кристаллография. 2003. Т. 48. С. 727.
  21. Akishige Y., Komatsu R. // J. Phys. Soc. Jpn. 2004. V. 73. P. 1341. https://doi.org/10.1143/JPSJ.73.1341
  22. Sorokin N.I., Pisarevskii Yu.V., Lomonov V.A. // Crystallography Reports. 2021. V. 66. P. 1051. https://doi.org/10.1134/S1063774521060377
  23. Ковальчук М.В., Благов А.Е., Куликов А.Г. и др. // Кристаллография. 2014. Т. 59. С. 862.
  24. Куликов А.Г., Благов А.Е., Марченков Н.В. и др. // Письма в ЖЭТФ. 2018. Т. 107. С. 679.
  25. Куликов A.Г., Писаревский Ю.В., Благов А.Е. и др. // ФТТ. 2019. Т. 61. С. 671.
  26. Куликов А.Г., Благов А.Е., Марченков Н.В. и др. // ФТТ. 2020. Т. 62. С. 2120.
  27. Islam M.M., Maslyuk V.V., Bredow T. et al. // J. Phys. Chem. B. 2005. V. 109. P. 13597. https://doi.org/10.1021/jp044715q
  28. Islam M.M., Bredow T., Minot C. // J. Phys. Chem. B. 2006. V. 110. P. 17518. https://doi.org/10.1021/jp061785j
  29. Islam M.M., Bredow T., Heitjans P. // J. Phys.: Condens. Matter. 2012. V. 24. P. 203201. https://doi.org/10.1088/0953-8984/24/20/203201
  30. Kim S.J., Kim W.-K., Cho Y.C. et al. // Curr. Appl. Phys. 2011. V. 11. P. 649. https://doi.org/10.1016/j.cap.2010.10.019
  31. Krog-Moe J. // Acta Cryst. B. 1968. V. 24. P. 179.
  32. Радаев С.Ф., Мурадян Л.А., Малахова Л.Ф. и др. // Кристаллография. 1989. Т. 34. С. 1400.
  33. Mathews M.D., Tyagi A.K., Moorthy P.N. // Thermochim. Acta. 1998. V. 320. P. 89.
  34. Adamiv V.T., Burak Ya.V., Teslyuk I.M. // J. Alloys Compd. 2009. V. 475. P. 869. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2008.08.017
  35. Senyshyn A., Boysen H., Niewa R. et al. // J. Phys. D. 2012. V. 45. P. 175305. https://doi.org/10.1088/0022-3727/45/17/175305
  36. Иванов Ю.Н., Бурак Я.В., Александров К.С. // ФТТ. 1990. Т. 32. С. 3379.
  37. Maslyuk V.V., Bredow T., Pfnür H. // Eur. Phys. J. B. 2004. V. 41. P. 281. https://doi.org/10.1140/epjb/e2004-00318-3
  38. Marbeuf A., Kliava J. // J. Siberian Federal University. Mathematics and Physics. 2010. V. 3. P. 88.
  39. Smith W., Todorov I.T., Leslie M. // Z. Kristallogr. 2005. B. 220. S. 563. https://doi.org/10.1524/zkri.220.5.563.65076
  40. Сорокин Н.И., Писаревский Ю.В., Гребенев В.В. и др. // ФТТ. 2020. Т. 62. С. 386.
  41. Shpotyuk O., Adamiv V., Teslyuk I. et al. // J. Phys. Chem. Solids. 2018. V. 112. P. 8. http://dx.doi.org/10.1016/j.jpcs.2017.08.025
  42. Wohlmuth D., Epp V., Stanje B. et al. // J. Am. Ceram. Soc. 2016. V. 99. P. 1687. https://doi.org/10.1111/jace.14165

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences