Diffusion of oxygen in amorphous Al<inf>2</inf>O<inf>3</inf>, Ta<inf>2</inf>O<inf>5</inf>, and Nb<inf>2</inf>O<inf>5</inf>

Nakamura R.; Toda T.; Tsukui S.; Tane M.; Ishimaru M.; Suzuki T.; Nakajima H.

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【24h】

Diffusion of oxygen in amorphous Al2O3, Ta2O5, and Nb2O5

机译：氧在非晶Al 2 O 3 ，Ta 2 O 5 和Nb 2 < / inf> O 5

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The self-diffusivity of oxygen in amorphous Al2O3 (a-Al2O3), a-Ta2O5, and a-Nb2O5 was investigated along with structural analysis in terms of pair distribution function (PDF). The low activation energy, ∼1.2 eV, for diffusion in the oxides suggests a single atomic jump of oxygen ions mediated via vacancy-like defects. However, the pre-exponential factor for a-Ta2O5 and a-Nb2O5 with lower bond energy was two orders of magnitude larger than that for a-Al2O3 with higher bond energy. PDF analyses revealed that the short-range configuration in a-Ta2O5 and a-Nb2O5 was more broadly distributed than that in a-Al2O3. Due to the larger variety of atomic configurations of a-Ta2O5 and a-Nb2O5, these oxides have a higher activation entropy for diffusion than a-Al2O3. The entropy term for diffusion associated with short-range structures was shown to be a dominant factor for diffusion in amorphous oxides.

机译：氧在无定形Al 2 O 3 （a-Al 2 O 3 ）中的自扩散性研究了-Ta 2 O 5 和a-Nb 2 O 5 的结构分析配对分配功能（PDF）。在氧化物中扩散的活化能低至约1.2 eV，表明氧离子通过空位状缺陷介导的单原子跳跃。但是，a-Ta 2 O 5 和a-Nb 2 O 5 的指数前因子较低的键能比具有较高键能的a-Al 2 O 3 大两个数量级。 PDF分析显示a-Ta 2 O 5 和a-Nb 2 O 5 的分布比a-Al 2 O 3 中的分布更广泛。由于a-Ta 2 O 5 和a-Nb 2 O 5 的原子构型的多样性，这些氧化物具有比a-Al 2 O 3 更高的扩散活化熵。与短程结构相关的扩散的熵项被证明是非晶氧化物中扩散的主要因素。

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来源
《Journal of Applied Physics》 |2014年第3期|1-8|共8页
作者
Nakamura R.; Toda T.; Tsukui S.; Tane M.; Ishimaru M.; Suzuki T.; Nakajima H.;
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作者单位

Department of Materials Science, Graduate School of Engineering, Osaka Prefecture University, Gakuen-cho 1-1, Naka-ku, Sakai 599-8531, Japan;

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收录信息美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);
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