Comparative Analysis of the Electrical Properties of Nanocrystalline NiMoO4 Hydrate and α-NiMoO4 Obtained by Hydrothermal Method

Abstract

Досліджено імпедансу поведінку та електропровідність нанокристалічних гідрату та α-фази молібдатів нікелю, отриманих гідротермальним способом. Частотна поведінка дійсних складових імпедансу отриманих молібдатів нікелю вказує на поляризацію просторового заряду під дією прикладеного електричного поля. Уявна складова імпедансу матеріалу α-NiMoO4 свідчить про відсутність явища релаксації у ньому, тобто можливий транспорт носіїв заряду між зернами у всьому частотному діапазоні. Водночас для гідрату NiMoO4 спостерігається температурно-залежний процес релаксації в температурному діапазоні 175-200 °C, пов'язаний з наявністю дефектів, зокрема вакансій. Показано, що електропровідність гідрату NiMoO4 при постійному струмі становить 4·10 – 5 См/м, тоді як α-фази NiMoO4 – 1,5·10 – 4 См/м при кімнатній температурі, що пов'язано з умовами отримання матеріалів. Отримані температурні залежності показника частоти дають підстави стверджувати, що провідність при змінному струмі гідрату NiMoO4 можна пояснити на основі моделі корельованих бар'єрних перескоків, тоді як α-NiMoO4 – моделлю тунелювання малих поляронів.

We have investigated the impedance behavior and electrical conductivity of nanocrystalline hydrate and α-phase of nickel molybdates obtained by hydrothermal method. Frequency behavior of the real impedance part of obtained nickel molybdates points at space charge polarization under the impact of an applied electric field. The imaginary impedance component of α-NiMoO4 substance proves the absence of relaxation in it, meaning that the transport of charge carriers between grains is possible in the whole frequency range. At the same time, we observe a temperature-dependent relaxation process for NiMoO4 hydrate in the temperature range 175-200 °C caused by defects, namely vacancies. It has been shown that the conductivity of NiMoO4 hydrate at a direct current is equal to 4·10 – 5 S/m, whereas for NiMoO4 α-phase it is 1.5·10 – 4 S/m at room temperature due to the conditions for obtaining materials. The temperature dependencies of the frequency exponent s that we obtained make it possible to assert that the ac conductivity of NiMoO4 hydrate can be explained on the basis of the correlated barrier hopping model, whereas of α-NiMoO4 – by small polaron tunneling model.