Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tính dẫn điện, nhiệt điện và quang phổ 57Fe Mössbauer của amphibol giàu Fe, arfvedsonite
Tóm tắt
Sự vận chuyển điện tích đã được khảo sát trong một loại amphibol chứa nhiều sắt, arfvedsonite, thông qua các phép đo điện trở AC phụ thuộc vào tần số (quang phổ impedance) và nhiệt điện Θ trong khoảng nhiệt độ 30–800°C. Hai cơ chế chuyển giao điện tích bán dẫn khác nhau đã được quan sát, liên quan đến dẫn điện theo thể tích cho các phép đo song song và vuông góc với hướng [001]; chúng có thể phát sinh từ một cơ chế dẫn điện liên quan đến các khiếm khuyết lưới, với năng lượng kích hoạt EA ≈ 0.4 eV. Đường dẫn điện một chiều DC ngoại suy, cho một nhiệt độ cố định, theo hướng [001] thì cao khoảng 5–6 lần so với hướng vuông góc với [001]. Từ các giá trị Θ dương độc lập với nhiệt độ, có thể kết luận rằng có sự dẫn điện của lỗ trống xảy ra, và một vận chuyển điện tích kiểu nhảy có thể đang diễn ra, có thể bị tác động bởi sự nhảy electron Fe2+ → Fe3+. Các con đường chuyển giao điện tích có thể được thảo luận. Các quang phổ 57Fe Mössbauer đã cho phép xác định được nồng độ tương đối của Fe2+ và Fe3+. Từ sự so sánh các dữ liệu này và từ kết quả Θ, có thể kết luận rằng phần lớn của Fe2+ và Fe3+ tham gia vào vận chuyển điện tích ở khoảng cách xa.
Từ khóa
#Dẫn điện #nhiệt điện #spectroscopi Mössbauer #amphibol #arfvedsonite #chuyển giao điện tích.Tài liệu tham khảo
Addison CC, Sharp JP (1962) Amphiboles. Part III. The reduction of crocidolite. J Chem Soc 1962:3693–3698
Austin LG, Mott NF (1969) Polarons in crystalline and non-crystalline materials. Adv Phys 18:41–102
Bancroft GM, Brown JR (1975) A Mössbauer study of coexisting hornblendes and biotites: Quantitative Fe3+/Fe2+ ratios. Am Mineral 60: 265–272
Böttger H, Bryksin VV (1985) Hopping conduction in solids. VCH, Weinheim, 1985
Bosman AJ, Van Daal HJ (1971) Small-polaron versus band conduction in some transition-metal oxides. Adv Phys 19:1–117
Chaikin PM, Beni G (1979) Thermopower in the correlated hopping regime. Phys Rev 13: 647–651
Clowe CA, Popp RK, Fritz SJ (1988) Experimental investigation of the effect of oxygen fugacity on ferric-ferrous ratios and unit-cell parameter of four natural clinoamphiboles. Am Mineral 73:487–499
Ernst WG, Wai CM (1970) Mössbauer, infrared, x-ray and optical study of cation ordering and dehydrogenation in natural and heat-treated sodic amphiboles. Am Mineral 55:1226–1258
Freeman AG (1966) The dehydroxylation behaviour of amphiboles. Mineral Mag 35:953–957
Hawthorne FC (1976) The crystal chemistry of the amphiboles: V. The structure and chemistry of arfvedsonite. Can Mineral 14:346–356
Hawthorne FC (1983) The crystal chemistry of the amphiboles. Can Mineral 21:173–480
Hewlett-Packard (1989) Impedance measurement handbook. Yokogawa-Hewlett-Packard Ltd., Tokyo
Hodgson AA, Freeman AG, Taylor HFW (1965) The thermal decomposition of crocidolite from Koegas, South Africa. Mineral Mag 35:5–30
Hogarth DD, Chao GY, Townsend MG (1987) Potassium- and fluorine-rich amphiboles from the Gatineau area, Quebec. Can Mineral 25:739–753
Leake BE (1978) Nomenclature of amphiboles. Can Mineral 16:501–753
Littler JGF, Williams RJP (1965) Electrical and optical properties of crocidolite and some other compounds. J Chem Soc 1965:6368–6371
MacDonald JR (1987) Impedance spectroscopy, Wiley, New York
Mason TO (1987) Cation intersite distribuons in iron-bearing minerals via electrical conductivity/Seebeck effect. Phys Chem Minerals 14:156–162
Moore JP, Graves RS (1973) Absolute Seebeck coefficient of platinum from 80 to 340 K and the thermal and electrical conductivities of lead from 80 to 400 K. J Appl Phys 44:1174–1178
Philips MW, Popp RK, Clowe CA (1988) Structural adjustments accompanying oxidation-dehydrogenation in amphiboles. Am Mineral 73:500–506
Robie RS, Hemingway BS, Fisher JR (1978) Thermodynamic properties of minerals and related substances at 298.15°C and 1 bar (105 pascals) pressure and at higher temperatures. US Geolog Survey Bull 1452:456 pp
Schmidbauer E, Mirwald P (1993) Electrical conductivity of cordierite. Mineral Petrol 48:201–214
Schmidbauer E, Kunzmann Th, Fehr Th, Hochleitner R (1995) Electrical resistivity and 57Fe Mössbauer spectra of Fe-bearing calcic amphiboles. Submitted to Am Mineral
Schock RN, Duba AG, Shankland TJ (1989) Electrical conduction in olivine. J Geophys Res 94:5829–5839
Singh SK, Bonardi M (1972) Mössbauer resonance of arfvedsonite and aegirine-augite from the Joan Lake agaitic complex, Labrador. Lithos 5:217–225
Tolland HG (1973) Mantle conductivity and electrical properties of garnet, mica and amphibole. Nature 241: 35–36
Toulouklan YS, Judd WR, Roy RF (ed) (1981) Electrical properties of rocks and minerals, McGraw Hill, New York, p. 300
Virgo D (1972) Preliminary fitting of 57Fe Mössbauer spectra of synthetic Mg-Fe richterite. Carnegie Inst Wash Year Book 71:513–516
Yoo H-I, Tuller HL (1988) Analytical calculation of cation distributions in ferrite spinel Mn1-γFe2+γO4. J Phys Chem Solids 49:761–766