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离子导体
来源:深圳市赛亿科技开发有限公司作者:日期:2015-04-14 17:20:44点击:4244次
离子导体(ionic conductor)是指电流由可动离子荷载产生的离子固体。在离子导体中可动离子溶度较低,其电导率很小。 
金属的电导由电子运动引起,半导体的电导与电子或空穴的运动有关。离子导体则有别于导体和半导体,它的电荷载流子既不是电子,也不是空穴,而是可运动的离子。离子有带正电荷的阳离子和带负电荷的阴离子之分,相应地也就有阳离子导体和阴离子导体之别。

1理论诠释

在离子导体中,离子参与导电与固体中的点缺陷密切相关。纯净固体中的点缺陷是本征缺陷,有弗仑克尔缺陷和肖特基缺陷两类(见点缺陷),前者是空位和填隙原子,后者为单纯的空位。它们的浓度决定于固体的平衡温度以及缺陷的生成能。含有杂质的固体还多出非本征点缺陷,如KCl晶体含有少量CaCl2时,Ca2+是二价离子,为了保持固体电中性,必须存在一个正离子空位(它带一个负电荷),这种空位便是非本征点缺陷。 
  在外加电场作用下,离子固体中本征的和非本征的点缺陷都会对离子电导作贡献。离子电导率σ与温度T的关系,遵从阿伦尼乌斯定律:
σ=σ0exp(-Ea/kT)/T
式中σ0为常数,Ea为电导微活能,k为玻耳兹曼常数。 
  固体中可动离子是阳离子的称为阳离子导体,若是阴离子的则称为阴离子导体。

2概念说明

多数离子导体中可运动的离子是很少的,因而离子电导率都不高。例如,食盐(NaCl),室温下离子电导率仅有10-15Ω-1·cm-1
  固体中除了本征缺陷外,还有由于异价杂质的存在而产生的非本征缺陷。例如,在氟化钙(CaF2)中,如果有三价金属杂质离子存在,就必定会形成相等数量的间隙氟离子,以实现电中性。这些本征的和非本征的点阵缺陷在外电场作用下都会进行长程运动,从而对离子电导率作出贡献。 
  快离子导体也是一种离子导体,但具有不同于一般离子导体的特征。