КРИСТАЛІЧНА СТРУКТУРА ТА ЕЛЕКТРИЧНА ПРОВІДНІСТЬ МОНОКРИСТАЛІВ Ag6.25P0.75Si0.25S5I ТА Ag6.75P0.25Si0.75S5I
DOI:
https://doi.org/10.24144/2414-0260.2026.1.10-15Ключові слова:
аргіродити; монокристали; електрична провідність.Анотація
Сучасний розвиток енергетики зосереджений на впровадженні енергозберігаючих підходів через вдосконалення технологій зберігання енергії, де ключове місце посідають електрохімічні системи, зокрема літій-іонні акумулятори. Подальший прогрес у цій галузі пов’язаний із переходом до повністю твердотільних акумуляторів (ASSB), де заміна рідких електролітів твердими іонними провідниками дозволяє підвищити безпеку, енергоємність та термін експлуатації пристроїв. Дане дослідження присвячене одержанню та вивченню електричних параметрів монокристалів Ag6.25P0.75Si0.25S5I та Ag6.75P0.25Si0.75S5I. Вирощування монокристалів здійснено методом спрямованої кристалізації з розплаву-розчину. Для встановлення оптимальних температурних режимів було використано метод диференціального термічного аналізу. В результаті отримано темно-сірі монокристали з металевим блиском діаметром 1.2 см. Рентгеноструктурний аналіз за методом Рітвельда встановив, що обидві фази кристалізуються у гранецентрованій просторовій групі F-43m (Z = 4) з параметрами елементарної комірки: a = 10.549 Å (Ag6.25P0.75Si0.25S5I) та a = 10.604 Å (Ag6.75P0.25Si0.75S5I). Дослідження електричних параметрів монокристалів проводили методом імпедансної спектроскопії на плоскопаралельних зразках із золотими контактами. Одержані частотні залежності загальної електропровідності характеризуються зростанням значень при підвищенні частоти, що є характерним для іонних провідників. Підвищення температури від 20 до 110 °C призводить до суттєвого зростання провідності.
Посилання
Mitali J., Dhinakaran S., Mohamad A.A. Energy storage systems: a review. Energy Storage Sav. 2024, 1. 66–216. Doi: 10.1016/j.enss.2022.07.002.
Nasajpour-Esfahani N., Garmestani H., Bagheritabar M., Jasim D.J., Toghraie D., Dadkhah S., Firoozeh H. Comprehensive review of lithium-ion battery materials and development challenges. Renew. Sustain. Energy Rev. 2024, 203. 114783. Doi: 10.1016/j.rser.2024.114783.
Jose S.A., Gallant A., Gomez P.L. et al. Solid-State lithium batteries: Advances, challenges, and future perspectives. Batteries. 2025, 11. 90. Doi: 10.3390/batteries11030090.
Wang H., Ozkan C.S., Zhu H., Li X. Advances in solid-state batteries: Materials, interfaces, characterizations, and devices. MRS Bulletin. 2023, 48. 1221–1229. Doi: 10.1557/s43577-023-00649-7.
Wei R., Chen S., Gao T., Liu W. Challenges, fabrications and horizons of oxide solid electrolytes for solid-state lithium batteries. Nano Select. 2021, 2. 2256. Doi: 10.1002/nano.202100110.
Lu J., Li Y. Perovskite-type Li-ion solid electrolytes: a review. J. Mater. Sci: Mater. Electron. 2021, 32. P. 9736–9754. Doi: 10.1007/s10854-021-05699-8.
Ram Prasanth S., Prasannavenkadesan V., Katiyar V., Achalkumar A.S. Polymer electrolytes: evolution, challenges, and future directions for lithium-ion batteries. RSC Appl. Polym. 2025, 3. 499–531. Doi: 10.1039/D4LP00325J.
Man B., Zeng Y., Liu Q., Chen Y., Li X., Luo W., Zhang Z., He C., Jie M., Liu S. A comprehensive review of sulfide solid-state electrolytes: Properties, synthesis, applications, and challenges. Crystals. 2025, 15. 492. Doi: 10.3390/cryst15060492.
Kimura T., Nakano T., Sakuda A., Tatsumisago M., Hayashi A. Crystal structure changes of thio-LISICON electrolytes in humid atmosphere. J. Ceram. Soc. Jpn. 2023, 131. 166–171. Doi: 10.2109/jcersj2.23015.
Kuhs W.F., Nitsche R., Scheunemann K. The argyrodites – a new family of tetrahedrally close-packed structures. Mat. Res. Bull. 1979, 14. 241–248. Doi: 10.1016/0025-5408(79)90125-9.
Bindi L., Biagioni C. A crystallographic excursion in the extraordinary world of minerals: The case of Cu- and Ag-rich sulfosalts. Acta Crystallogr. B. 2018, 74. 527–538. Doi: 10.1107/S2052520618014452.
Pogodin A.I., Studenyak I.P., Shender I.A. Pop M.M., Filep M.J., Malakhovska T.O., Kokhan O.P., Kopčanský P., Babuka T.Y. Crystal structure, ion transport and optical properties of new high-conductivity Ag7(Si1−xGex)S5I solid solutions. J. Mater. Sci. 2022, 57. 6706–6722. Doi: 10.1007/s10853-022-07059-1.
Studenyak I.P., Pogodin A.I., Filep M.J. Kokhan O.P., Symkanych O.I., Timko M., Kopčanský P. Crystal structure and electrical properties of Ag6PS5I single crystal. SPQEO. 2021. 24. 26–33. Doi: 10.15407/spqeo24.01.026.
Rietveld H.M. A profile refinement method for nuclear and magnetic structures. J. Appl. Crystallogr. 1969, 2. 65–71. Doi: 10.1107/S0021889869006558.
McCusker L.B., Von Dreele R.B., Cox D.E., Louër D., Scardi P. Rietveld refinement guidelines. J. Appl. Crystallogr. 1999. 32. 36–50. Doi: 10.1107/S0021889898009856.
Altomare A., Cuocci C., Giacovazzo C., Moliterni A., Rizzi R., Corriero N., Falcicchio A. EXPO2013: a kit of tools for phasing crystal structures from powder data. J. Appl. Crystallogr. 2013. 46. 1231–1235. Doi: 10.1107/S0021889813013113.
Momma K., Izumi F. VESTA 3 for three-dimensio-nal visualization of crystal, volumetric and morpho-logy data. J. Appl. Crystallogr. 2011. 44. 1272–1276. Doi: 10.1107/S0021889811038970.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 А.І. Погодін , І.О. Шендер, М.Й. Філеп , Т.О. Малаховська , Д.І. Молнар-Бабіля , Ю.Ю. Стасюк , О.П. Кохан
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Ліцензування
Стаття та будь-який пов’язаний з нею опублікований матеріал поширюється за ліцензією Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
Умови цієї ліцензії не впливають на права автора чи іншого творчого виконавця захищати цілісність і право власності на свою роботу.
Авторське право на макет журналу та обкладинки повністю належить ДВНЗ "Ужгородський національний університет".
Весь контент публікується добросовісно, і думки, висловлені авторами, є тільки їхніми та не обов’язково відображають точку зору ДВНЗ "Ужгородський національний університет".
Автори надають редакційно-видавничому відділу ДВНЗ "Ужгородський національний університет" ліцензію на публікацію статті та ідентифікують себе як першовидавця.
Авторське право
Авторські права на будь-яку статтю зберігаються за автором(ами).
Публікацію статті мають схвалити всі автори та відповідальні органи інститутів, в яких виконувалося дослідження, якщо такі є.
Автори можуть уповноважити одного зі своїх співавторів діяти від їхнього імені та бути автором-кореспондентом, який відповідає за листування з редакційною командою журналу.
Автори можуть надати будь-якій третій стороні право вільно використовувати статтю за умови зазначення авторів та належного оформлення цитування.
