xAg 2 O ·(20-x)Li 2 O ·80B 2 O 3 ¥P 4 ; c" e Ì g ¶ ¥ W ë sT Æ X Ø8 ý ¹ ÅM ¹ Åy ¢ ÇÊ Ý

(1)

xAg 2 O ·(20-x)Li ² O ·80B ² O 3 ¥P 4 ; c" e Ì g ¶ ¥ W ë sT Æ X Ø8 ý ¹ ÅM ¹ Åy ¢ ÇÊ Ý

'

Ö <) ç + Ö < ^∗ · + ä ) o ø ¶ B

z @ / < Æ § Ó ü t o < Æõ , F g Å Ò 500-757

»g ` @?

z @ / < Æ § Ó ü t o §¹ ¢ ¤ < Æõ , F g Å Ò 500-757

(2002¸ 10 Z 4 16{ 9 ~ Ã Î6 £ §, 2003¸ 2 Z 4 4{ 9 þ j7 á x Ã º& ñ : r ~ Ã Î6 £ §)

Ag

2

O ª ` ¦ or & 3$ í ì r xAg

2

O ·(20-x)Li

²

O ·80B

²

O

3

Ä »o [ þ t` ¦ ] j % i . : r ¸ x 9 Å Ò Ã º

o\ 4 ¤ è e x ~ Û ¼, Ä » < Hz ´, Õ ªo ¦ Ä » © Ã º 1 p x_ l & h $ í | 9 ` ¦ 8 £ ¤& ñ # D ¥½ + Ë ª s : r

¸ ´ òõ \ ¦ ¸ % i . f À Ó l ¸ ¸ H D ¥½ + Ë÷ & H Ag

2

O ª \ y è÷ &% 3 Ü ¼ 9, x=6.0 mole%\

"

f þ j$ ° ú כ` ¦ ° ú ¦ Õ ª s © _ % ò % i \ " f H 7 £ x H D ¥½ + Ë ª s : r ¸ ´ òõ \ ¦ Ð% i . Õ ªo ¦ Ö ¸$ í o

\

-t % i r f À Ó l ¸ü < ° ú É r â ¾ Ó` ¦ Ð% i Ü ¼ 9 Õ ª s H 0.58 eV % i Ü ¼ 9, ª s : r[ þ t s D ¥½ + Ë÷ &

" f ( J $ [ > Ä ºÓ ü t ? /\ " f_ î r1 l x s © @ /& h Ü ¼ Ð 7 £ x ÷ &# Qf ` ¦ · ú Ã º e % 3 .

PACS numbers: 72.15.Cz

Keywords: l ¸, Ö ¸$ í o\ -t , D ¥½ + Ë ª s : r ´ òõ

I. " e Â ] Ø

Ä

»o | 9 _ s : r ¸ & ³ © \ ' aô Ç ½ ¨ H é ß o | 9 " f\ ¦

t H ½ ¨ ¸& h : £ ¤$ í \ l # ´ ú § É r ½ ¨ Ã º' ÷ &# Q&

[1–3]. : £ ¤ y , í ß oÓ ü t Ä »o \ " f } © 3 l q ½ ¨ ¸ Ã ºd ] j(· ú º ú o

x 9 · ú º ú o ÐÀ Ó í ß oÓ ü t 1 p x) H } © 3 l q ½ ¨ ¸ + þ A$ í ] j(B 2 O 3 , SiO 2 , GeO 2 1 p x) \ _ í ß è\ ¦ ] j/ B N ¦ Ä »o ½ ¨ ¸\ ¦

or v 9 [4], s ª s : r[ þ t É r Ä »o > \ " f Å Ò ) a î

rì ø Í (charge carrier)_ % i ½ + É` ¦ Ã º' ô Ç . s ü < ° ú s Ä » o

| 9 _ l & h $ í | 9 \ ' aô Ç ´ ú § É r ½ ¨ H s : rî r1 l x_ ' a

&

h \ " f Ã º' ÷ &% 3 t ë ß , þ j H \ H s : rî r1 l x` ¦ Ä »o } © 3 l q

½

¨ ¸ü < ' a t # Q ì r$ 3 H ½ ¨ Ö ¸µ 1 Ïy ' ÷ & ¦ e

[5, 6]. Õ ª Q Ä »o | 9 _ l ¸ & ³ © [ þ t × æ 1 l q: £ ¤ ô

Ç q + þ A ´ òõ H " f Ð É r ¿ º t _ ª s : r s ' ) a Ä

»o > \ " f l ¸ ¸ / å L y o\ ¦ Ðs H & ³ © Ü ¼

Ð Õ ª ì ø Í6 £ x l ½ ¨\ ¦ K $ 3 ¦ H ´ ú § É r ½ ¨ s À Ò# Q

&

. : £ ¤ y , Handricksonõ Bray [7] H " f Ð É r · ú º ú o

í ß oÓ ü t s ' ÷ & Õ ª[ þ t_ D ¥½ + Ëq \ ª s : r_ s

1 l x ¸(mobility) y è H כ ` ¦ ª s : r[ þ t_ | 9 | ¾ Ó s

Ð K $ 3 % i Ü ¼ 9, Tomozawa [8] 1 p x É r Ä »o | 9 _ D ¥½ + Ë · ú º

ú o ´ òõ \ ¦ \ P % i < Æ& h 8 £ ¤ \ " f K $ 3 % i . Õ ªo ¦ Doi [9] H î rì ø Í _ ç H| 9 $ í (homogeneity) 1 p x_ ´ òõ Ð [ O

∗

E-mail: [email protected]

"

î ¦ e . s ü < ° ú É r D ¥½ + Ë ª s : r(mixed-cation)_ l

¸ ´ òõ H · ú º ú o ª s : r \ ² D Gô Ç÷ &# Q e Ü ¼ 9 [10], þ

j H \ H ;s F K5 Å q` ¦ í < Êô Ç lithium-tetraborate_ Ä »o [

þ

t_ l ¸ ½ ¨\ " f ;s F K5 Å q_ % i ½ + É` ¦ ¸ ô Ç

½

¨ Ã º' ÷ &# Q& [11,12]. Õ ª QÙ ¼ Ð : r ½ ¨\ " f H Ä º o

¸ ú · ú ¦ e H lithium-tetraborate Ä »o \ l ¸

$ í

s a % ~ É r Ag 2 O\ ¦ ' ô Ç Ä »o [ þ t` ¦ ] j ¦ 4 ¤ è e x

~

Û ¼ü < l ¸ ¸ 1 p x õ ° ú É r l & h $ í | 9 ` ¦ 8 £ ¤& ñ # Ag ª s : r_ % i ½ + É` ¦ ½ ©" î # D ¥½ + Ë ª s : r_ l ¸

´

òõ \ ¦ ¸ % i .

II. ÷ m Ç ] M ö

Ag 2 O ª ` ¦ or & 3$ í ì r xAg 2 O ·(20-x)Li 2 O · 80B ₂ O ₃ Ä »o [ þ t` ¦ ] j l 0 AK : £ ¤/ å L y y _ r _

ª ` ¦ l ;g A` ¦ s 6 x # 10 ⁻⁴ g t & ñ S X y ¨ î | ¾ Ó

%

i . ¨ î | ¾ Ó ) a r [ þ t` ¦ ¸ ú [ O # Q · ú À Òp ¸m \ V ,

¦ 1100 ^o C_ siliconite l Ð î ß \ " f l í ¢ - a y ] j

| ¨ c M : t 1 r ç ß 1 l xî ß ¸ ú 6 xÖ 6 x r ( . s ü < ° ú s

¸ ú

6 xÖ 6 x ) a Ó o © ` ¦ S ! 1 l xó ø Í 0 A\ Ô © ¦ É r S ! 1 l x ^ ¦! 3 Ü ¼ Ð

5 Å q y W = # Q / å LÍ tr & Ä »o r « Ñ[ þ t` ¦ ] j % i . ] j

)

a Ä »o [ þ t É r È Ò" î % i Ü ¼ 9, Ag ² O ª s ´ ú §s ' ) a Ä » o

[ þ t É r B Ä º \ P É r ¸ê ø Í Ò o` ¦ { % 3 . s X O > % 3 # Q ¸

-83-

(2)

Õ

ªa Ë > 1. x=4.0 mole% Ä »o _ 4 ¤ è e x ~ Û ¼ ³ ð & ³ (513K).

H r « Ñ[ þ t_ & ñ $ í # Â Ò\ ¦ S X l 0 A # X- r] X z

´+ « >` ¦ : x # Ä »o | 9 e ` ¦ S X % i . 8 £ ¤& ñ 6 x r « Ñ H bulk Ð ] j % i Ü ¼ 9, / å LÍ tr Ä »o r « Ñ ? /Â Ò\ Ò q t| 6 £ x

§

4 ` ¦ ] j l 0 A # 250 ^o C_ l ¸ É r \ " f \ P % o

%

i . Õ ªo ¦ ¸ H r « Ñ[ þ t_ f â É r 10 mm ü < ¿ ºa 0.5 mm s ÷ & ¸2 ¤ í(No. 320∼1500)\ ¦ 6 x # l 2

£

§ ì r0 Al \ " f Ê ê, Buchler ] j¾ ¡ § ;(cloth)õ · ú À

Òp ³ o u ì r´ ú (micropolish 0.1µ Alpha)` ¦ s 6 x # p [ j

% i . l & h $ í | 9 ` ¦ 8 £ ¤& ñ l 0 A # Ä »o r « Ñ _

ô ÇA á ¤ É r \ Õ ªo ¦ ì ø Í@ / É r mask\ ¦ 6 x #

F G` ¦ + þ A$ í ¦ guard-ring` ¦ ë ß [ þ t # Q" f 3- F G` ¦ silver paste Ð ¸ í # ë ß [ þ t% 3 . l 6 x| ¾ Ó Cü < < Hz ´ D

° ú

כ` ¦ LF-Impedance Analyzer(HP 4192A)\ ¦ 6 x # 5 Hz ∼13 MHz_ Å Ò Ã º x 9 433 K∼593 K_ : r ¸\ 8

£

¤& ñ % i . % 3 # Q ° ú כ[ þ t` ¦ s 6 x # 4 ¤ è e x ~ Û ¼ü <

4 ¤ è Ä » Ö ¦ [ þ t` ¦ > í ß # l ¸ ì r$ 3 \ s 6 x % i

.

III. + s ÇÊ Ý õ m Í À X Ø8 ý

3$ í ì r xAg 2 O ·(20-x)Li 2 O ·B 2 O ₃ Ä »o r « Ñ[ þ t_ f À Ó l

¸ ¸(σ dc ) H 6 £ § d ` ¦ s 6 x # ½ ¨ % i [13].

σ dc = 1 R _b

d

A , (1)

#

l " f, R ^b H r « Ñ_ bulk $ ½ Ó, A H F G_ & h Õ ªo

¦ d H F G s _ ç ß (r « Ñ_ ¿ ºa ) s . 4 ¤ è e x

Õ

ªa Ë > 2. : r ¸ o\ @ /ô Ç Ä »o [ þ t_ f À Ó l

¸ ¸_ o.

~

Û ¼ Z ^∗ ÐÂ Ò' d (1)_ R _b \ ¦ ½ ¨ % i . Õ ªo ¦ Z ^∗ ü < 4 ¤

è Ä » Ö ¦ ^∗ ü < H 6 £ § õ ° ú É r ' a > \ ¦ ° ú H [14].

Z ^∗ = Z

⁰

− jZ

⁰⁰

= 1

jωC o ^∗ , (2)

#

l " f, C ^o H / B N × æ \ " f_ l 6 x| ¾ Ó Õ ªo ¦ ω H y 1

l x Ã ºs .

Õ

ªa Ë > 1 É r R b \ ¦ % 3 l 0 Aô Ç x=4.0 mole% Ä »o _ 4 ¤ è e

x ~ Û ¼ ³ ð & ³Ü ¼ Ð + þ A& h + þ AI \ ¦ ° ú ¦ e . Å Ò Ã º

o\ @ / # 4 ¤ è e x ~ Û ¼ o H _ ì ø Í" é ¶` ¦ s À Ò

¦ e . # l " f, ' Í P : ì ø Í" é ¶ \ " f z ´Ã º e x ~ Û ¼ » ¡ ¤ õ ë

ß H t & h _ ° ú כs R b \ K { © ÷ & 9, s Ð ± ú É r Å Ò Ã

º\ " f H ° ú כ É r F G õ r « Ñ s _ > \ _

ô Ç כ s . s ü < ° ú É r ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð : r ¸\ ¦ ² ú o # ½ ¨ ô

Ç Ä »o [ þ t_ R b \ ¦ d (1) ÐÂ Ò' ½ ¨ô Ç 6 £ § f À Ó l

¸ ¸\ ¦ : r ¸(1000/T) o\ @ / # Õ ªa Ë > 2\ Í Ç x .

: r ¸ 7 £ x \ @ / # f À Ó l ¸ ¸ H ¸ H Ä »o \ @ /

# ^ & h Ü ¼ Ð 7 £ x % i . Õ ªo ¦ Ag ² O mole% 7 £ x

\

@ / # x=6.0 mole% t H ^ & h Ü ¼ Ð y è % i Ü ¼ 9, Õ ª s © _ % ò % i \ " f H ^ & h Ü ¼ Ð 7 £ x % i . ì r$ 3 _

¼ # o \ ¦ 0 A # Õ ªa Ë > 3 É r Ag 2 O mole% o\ @ /

#

433K, 473K, 493K, 513K, Õ ªo ¦ 533K\ " f f À Ó l

¸ ¸\ ¦ r ³ ð & ³ % i . Ag 2 O mole% 7 £ x \ @ /

(3)

Õ

ªa Ë > 3. Ag 2 O mole% o\ @ /ô Ç Ä »o [ þ t_ f À Ó

l ¸ ¸_ o.

#

¸ H : r ¸\ " f f À Ó l ¸ ¸ H x=6.0 mole% t y

è 9, Õ ª s © _ % ò % i \ " f l ¸ ¸_ 7 £ x Ð D ¥

½ +

Ë ª s : r ¸´ òõ \ ¦ " î S X y ^ ¦ Ã º e % 3 . Õ ªo ¦ : r ¸

7 £ x \ Õ ª ´ òõ y è H כ ` ¦ · ú Ã º e % 3 .

7 £ ¤, Ag 2 O\ ¦ < ÊÄ » H Ä »o [ þ t_ l ¸ : £ ¤$ í É r o ½ ¢ § í

ß oÓ ü t õ É r í ß oÓ ü t_ q \ ª s : r[ þ t s D ¥½ + Ë÷ &

"

f é ß { 9 ª s : r Ä »o [ þ t õ q § # l ¸ ¸_ s (3 ∼1 order)\ ¦ Ð# Å Ò ¦ e . s ü < ° ú É r õ [ þ t É r Ä »o

| 9

? /\ " f ª s : r_ 7 á x À Ó 2 £ § Ü ¼ Ð # H

î rì ø Í ì r í_ Ô ¦ç H| 9 $ í (non-homogeneity)Ü ¼ Ð [ O

"

î ¦ e H Doi [9]_ ½ ¨ õ ü < { 9 u ¦ e . 7 £ ¤,

ª s : r_ ß ¼l ç H{ 9 ô Ç é ß { 9 ª s : r Ä »o Ð D ¥½ + Ë ª s

: r Ä »o [ þ t_ s : r ç H| 9 $ í s & h Ü ¼Ù ¼ Ð Õ ª õ s : r ¦

° ú

% ò % i (ion depletion layer)_ + þ A$ í s 6 x s # l

¸ ¸_ s \ ¦ Ð# Å Ò ¦ e . Õ ªo ¦ ´ ú § É r ª _ Ag 2 O

' ) a % ò % i \ " f H É r s : r s o ½ ¢ § s : r Ð H s : r e

\ ¸ Ô ¦ ½ ¨ ¦ é ß { 9 o ½ ¢ §-Ô æ è Ä »o [ þ t Ð Z } É r l

¸ ¸\ ¦ ° ú H כ É r É r s : r ^ _ Z } É r l ¸ ¸\ l

) a כ (sigma(Ag ⁺ )/sigma(Li ⁺ )=5.7) Ü ¼ Ð K $ 3 ÷ &

9, Ruller z ´+ « > õ [15]_ â ¾ Óõ { 9 u ¦ e .

Õ

ªa Ë > 4 H Ag 2 O mole% o\ @ /ô Ç Ä »o [ þ t_ Ö ¸$ í o

\

-t \ ¦ Í Ç x . Ä »o [ þ t_ Ö ¸$ í o\ -t (E a ) H Õ ªa Ë >

Õ

ªa Ë > 4. Ag ₂ O mole% o\ @ /ô Ç Ä »o [ þ t_ Ö ¸$ í o

\

-t _ o.

2 \ " f f _ l Ö ¦ l ÐÂ Ò' A _ Arrhenius d ` ¦ s 6 x

# ½ ¨ % i .

σ = σ o exp( − E a

kT ), (3)

#

l " f σ o H pre-expotential , k H Boltzmann © Ã

º, Õ ªo ¦ T H ] X @ / : r ¸s . s ü < ° ú s % 3 # Q Ö ¸$ í

o \ -t H x=0.0 mole% â Ä º 0.94 eV\ " f x=6.0 mole% â Ä º 1.36 eV t 7 £ x Ê ê, x=20.0 mole%

â

Ä º 0.78 eV Ð y è÷ &# Q& . s ü < ° ú É r õ H Ä »o }

(hopping) < Ê É r s 1 l x(migration) \ _ ô Ç כ Ü ¼ Ð s : r

Ù ¼ Ð ( J $ [ > Ä ºÓ ü t ? /\ " f_ î r1 l x s 7 £ x ÷ &# Qt ¦ e 6

£

½

¨ ¸ ? /\ " f ª s : r[ þ t_ î r1 l x` ¦ ¦ 9 , é ß { 9 ª s : r Ä

»o _ â Ä º ª s : r[ þ t_ s 1 l x$ í s { 9 & ñ Ù ¼ Ð ª s : r[ þ t ç ß

ª s : r_ â Ä º " f Ð É r s 1 l x$ í ` ¦ t Ù ¼ Ð f À Ó l

÷

&# Qt Ù ¼ Ð Ö ¸$ í o \ -t 7 £ x < Ê` ¦ · ú Ã º e % 3 . Õ ª

(4)

½

¢

§ s : r[ þ t Ð Z } É r l ¸ ¸ Ð ° ú ¦ e Ü ¼Ù ¼ Ð s : r [

þ

# < Ê` ¦ · ú Ã º e % 3 .

IV. + s Ç Â ] Ø

"

f Ð É r ª s : r s í < Ê ) a 3$ í ì r xAg 2 O ·(20- x)Li ₂ O ·80B 2 O ₃ Ä »o [ þ t` ¦ Ag 2 O ª ` ¦ or & " f ]

j # f À Ó l ¸ ¸ü < Ö ¸$ í o\ -t \ ¦ s 6 x #

¿

% i . Ag 2 O ª s 6.0 mole% ' ) a Ä »o \ " f ¸ H

: r ¸\ " f f À Ó l ¸ ¸ þ j è ÷ &% 3 Ü ¼ 9. ª s : r [

þ

t s D ¥½ + Ë÷ & " f y è÷ &# Q ( J $ [ > Ä ºÓ ü t ? /\ " f î r1 l x s

H 0.58 eV_ s \ ¦ Ð% i Ü ¼ 9, f À Ó l ¸ ¸ þ j

è ÷ & H Ag 2 O ª s 6.0 mole%\ " f þ j@ /\ ¦ ° ú H ª s

: r D ¥½ + Ë´ òõ e 6 £ §` ¦ · ú Ã º e % 3 .

P c

p 8 ý ò k >

: r ½ ¨ H 1998¸ ¸ z @ / < Æ@ / < Æ § < ÆÕ ü t ½ ¨q t " é ¶

\

_ K s À Ò# Q& _ þ v m .

[1] D. Ravaine and J. L. Souquet, J. Chem. Physics 75, 245 (1978).

[2] M. D. Ingram, Physics and Chem. Glasses 28, 215 (1986).

[3] M. A. Kanehisa, J. Non-Cryst. Solids 151, 155 (1992).

[4] P. J. Bray, J. Non-Cryst. Solids 95, 45 (1987).

[5] C. H. Hsieh and H. Jain, J. Non-Cryst. Solids 183, 1 (1995).

[6] S. R. Elliot, J. Non-Cryst. Solids 160, 29 (1993).

[7] J. R. Handrickson and P. J. Bray, Phys. Chem.

Glasses 13, 107 (1972).

[8] M. Tomozawa, and VMcGhay, J. Non-Cryst. Solids 128, 48 (1991).

[9] A. Doi, Phys. Chem. Glasses 30, 83 (1989).

[11] ë H$ í ï r, ^ " é ¶ ñ, & ñ ñ, ¸$ í ² D G, & ñ $ 3 7 á x, ^ & ³I Sae Mulli (The Korean Phys. Soc.) 44, 17 (2002).

[12] S. J. Moon, C. D. Kim and H. T. Kim J. Korean Phys. Soc. 41, 72 (2002).

[13] K. S. Cole and R. H. Cole, J. Chem. Phys. 9, 341(1941).

[14] S. K. Oh, Ph. D. Dissertation, Chonnam National University (1996).

[15] J. Ruller and J. E. Shelby, Physics and Chem.

Glasses 29, 209 (1988).

(5)

Electric Conduction Effect of Mixed Cations in xAg ₂ O ·(20-x)Li ² O ·B ² O ₃ Glasses

Seong-Jun Moon and Seock-Jong Chung

Department of Physics, Chonnam National University, Kwangju 500-757

Hyun-Teh Kim

Department of Physics Education, Chonnam National University, Kwangju 500-757 (Received 16 October 2002, in final form 4 February 2003)

Ternary xAg

2

O ·(20-x)Li

²

O ·80B

²

O

3

glasses were fabricated with various Ag

2

O contents. The effect of mixed cation on the electric conduction was investigated by measuring the complex impedance, the loss factor, and the dielectric constant. The dc conductivity, as determined from the complex impedance measurements, decreased as the Ag

2

O mole% increased, reached a minimum value at x=6.0 mole%, and then increased as the Ag

2

O mole% increased. The behavior of the dc conductivity could be explained by the mixed-cation effect. Also, the activation energy showed a trend consistent with the dc conductivity, having a maximum value at x=6.0 mole%. The activation energy changed as much as 0.58 eV between its minimum and maximum values. The activation energy of the mixed-cation effect could be understood by an increase of the motion in the potential well.

PACS numbers: 72.15.Cz

Keywords: Electric conduction, Activation energy, Mixed-cation effect

xAg 2 O ·(20-x)Li 2 O ·80B 2 O 3  ¥P 4 ; c" e Ì g ¶  ¥ W ë sT Æ X Ø8 ý  ¹ ÅM  ¹ Åy ¢  ÇÊ Ý

xAg 2 O ·(20-x)Li 2 O ·80B 2 O 3  ¥P 4 ; c" e Ì g ¶  ¥ W ë sT  Æ X Ø8 ý  ¹ ÅM  ¹ Åy ¢  ÇÊ Ý

'

Ö <) ç + Ö < ∗ · + ä ) o ø ¶ B

 

z  @ / < Æ § Ó ü t o  < Æõ , F g Å Ò 500-757



»g ` @? 

 

z  @ / < Æ § Ó ü t o  §¹ ¢ ¤ < Æõ , F g Å Ò 500-757

(2002¸  10 Z 4 16{ 9  ~ Ã Î6 £ §, 2003¸  2 Z 4 4{ 9  þ j7 á x Ã º& ñ  : r ~ Ã Î6 £ §)

Ag

O  ª `  ¦   or &  3$ í ì  r xAg

O ·(20-x)Li

O ·80B

O

Ä »o [ þ t`  ¦ ] j   % i  .  : r  ¸ x 9 Å Ò Ã º  

o\     4  ¤  è e  x ~  Û ¼, Ä »   < Hz ´, Õ ªo  ¦ Ä »   © Ã º 1 p x_    l & h $ í | 9 `  ¦ 8 £ ¤& ñ #   D ¥½ + Ë  ª s  : r  



¸ ´ òõ \  ¦  ¸  % i  . f  À Ó   l    ¸ ¸  H  D ¥½ + Ë÷ &  H Ag

O  ª \     y   è÷ &% 3 Ü ¼ 9, x=6.0 mole%\ 

"

f þ j$  ° ú כ`  ¦ ° ú  ¦ Õ ª s  © _  % ò % i \ " f  H 7 £ x    H  D ¥½ + Ë  ª s  : r    ¸ ´ òõ \  ¦  Ð% i  . Õ ªo  ¦  Ö ¸$ í o

\

 -t  % i r  f  À Ó   l    ¸ü < ° ú  É r  â  ¾ Ó`  ¦  Ð% i Ü ¼ 9 Õ ª s   H 0.58 eV % i Ü ¼ 9,  ª s  : r[ þ t s   D ¥½ + Ë÷ &

 

" f ( J $ [ >  Ä ºÓ ü t ? /\ " f_  î  r1 l x s   © @ /& h Ü ¼ Ð 7 £ x ÷ &# Qf  `  ¦ · ú  Ã º e  % 3  .

PACS numbers: 72.15.Cz

Keywords:   l    ¸,  Ö ¸$ í o\  -t ,  D ¥½ + Ë  ª s  : r ´ òõ 

I. " e Â ] Ø

Ä

»o | 9 _  s  : r   ¸  & ³ © \   ' aô  Ç   ½ ¨  H é ß  o  | 9 " f\  ¦

t   H ½ ¨ ¸& h : £ ¤$ í \  l   #  ´ ú § É r   ½ ¨ Ã º'  ÷ &# Q&  

 [1–3]. : £ ¤ y , í ß  oÓ ü t Ä »o \ " f } © 3 l q ½ ¨ ¸ Ã ºd  ] j(· ú º ú  o

 x 9 · ú º ú o   ÐÀ Ó í ß  oÓ ü t 1 p x)  H } © 3 l q ½ ¨ ¸ + þ A$ í ] j(B 2 O 3 , SiO 2 , GeO 2 1 p x) \     _  í ß  è\  ¦ ] j/ B N  ¦ Ä »o ½ ¨ ¸\  ¦

 

or v  9 [4], s   ª s  : r[ þ t É r Ä »o > \ " f Å Ò  ) a    î

 rì ø Í (charge carrier)_  % i ½ + É`  ¦ Ã º'  ô  Ç . s ü < ° ú s  Ä » o

| 9 _    l & h $ í | 9 \   ' aô  Ç ´ ú § É r   ½ ¨  H s  : rî  r1 l x_   ' a

&

h \ " f Ã º'  ÷ &% 3 t ë ß , þ j  H \   H s  : rî  r1 l x`  ¦ Ä »o  } © 3 l q

½

¨ ¸ü <    ' a t # Q ì  r$ 3   H   ½ ¨  Ö ¸µ 1 Ïy    '  ÷ & ¦ e  

 [5, 6]. Õ ª Q  Ä »o | 9 _    l    ¸  & ³ © [ þ t ×  æ 1 l q: £ ¤ ô 

Ç q   + þ A ´ òõ   H " f Ð  É r ¿ º t _   ª s  : r s  '    ) a Ä

»o > \ " f   l    ¸ ¸ / å L  y    o\  ¦  Ðs   H  & ³ © Ü ¼



Ð Õ ª ì ø Í6 £ x l ½ ¨\  ¦ K $ 3  ¦    H ´ ú § É r   ½ ¨ s À Ò# Q

&

  . : £ ¤ y , Handricksonõ  Bray [7]  H " f Ð  É r · ú º ú  o

 í ß  oÓ ü t s  '  ÷ &  Õ ª[ þ t_   D ¥½ + Ëq \      ª s  : r_  s

1 l x  ¸(mobility) y   è   H  כ `  ¦  ª s  : r[ þ t_  | 9 | ¾ Ó s 



Ð K $ 3 % i Ü ¼ 9, Tomozawa [8] 1 p x É r Ä »o | 9 _   D ¥½ + Ë · ú  º

ú o  ´ òõ \  ¦ \ P % i  < Æ& h 8 £ ¤  \ " f K $ 3 % i  . Õ ªo  ¦ Doi [9]  H   î  rì ø Í _  ç  H| 9 $ í (homogeneity) 1 p x_  ´ òõ  Ð [ O 

E-mail: [email protected]

"

î  ¦ e   . s ü < ° ú  É r  D ¥½ + Ë  ª s  : r(mixed-cation)_    l

   ¸ ´ òõ   H · ú º ú o   ª s  : r \  ² D Gô  Ç÷ &# Q e  Ü ¼ 9 [10], þ

j  H \   H  ;s F K5 Å q`  ¦  í < Êô  Ç lithium-tetraborate_  Ä »o  [

þ

t_    l    ¸   ½ ¨\ " f  ;s F K5 Å q_  % i ½ + É`  ¦  ¸ ô  Ç  

½

¨ Ã º'  ÷ &# Q&    [11,12]. Õ ª QÙ ¼ Ð  : r   ½ ¨\ " f  H Ä º o

 ¸ ú  · ú  ¦ e    H lithium-tetraborate Ä »o \    l     ¸

$ í

s  a % ~ É r Ag 2 O\  ¦ '  ô  Ç Ä »o [ þ t`  ¦ ] j    ¦ 4  ¤  è e  x 

~ 

Û ¼ü <   l    ¸ ¸ 1 p x õ  ° ú  É r   l & h $ í | 9 `  ¦ 8 £ ¤& ñ #  Ag  ª s  : r_  % i ½ + É`  ¦ ½ ©" î #   D ¥½ + Ë  ª s  : r_    l    ¸

´

òõ \  ¦  ¸  % i  .

II. ÷ m Ç ] M ö

Ag 2 O  ª `  ¦   or &  3$ í ì  r xAg 2 O ·(20-x)Li 2 O · 80B 2 O 3 Ä »o [ þ t`  ¦ ] j   l  0 AK  : £ ¤/ å L  y  y  _  r   _ 



ª `  ¦   l   ;g A`  ¦ s 6 x #  10 −4 g  t  & ñ S X  y  ¨ î | ¾ Ó 

%

i  . ¨ î | ¾ Ó ) a r   [ þ t`  ¦ ¸ ú  [ O # Q · ú À Òp    ¸m \  V , 



¦ 1100 o C_  siliconite   l  Ð î ß \ " f l  í ¢ - a  y  ] j



xAg 2 O ·(20-x)Li 2 O ·80B 2 O 3 ¥P 4 ; c" e Ì g ¶ ¥ W ë sT Æ X Ø8 ý ¹ ÅM ¹ Åy ¢ ÇÊ Ý

xAg 2 O ·(20-x)Li ² O ·80B ² O 3 ¥P 4 ; c" e Ì g ¶ ¥ W ë sT Æ X Ø8 ý ¹ ÅM ¹ Åy ¢ ÇÊ Ý

Ö <) ç + Ö < ^∗ · + ä ) o ø ¶ B

z @ / < Æ § Ó ü t o < Æõ , F g Å Ò 500-757

»g ` @?

z @ / < Æ § Ó ü t o §¹ ¢ ¤ < Æõ , F g Å Ò 500-757

(2002¸ 10 Z 4 16{ 9 ~ Ã Î6 £ §, 2003¸ 2 Z 4 4{ 9 þ j7 á x Ã º& ñ : r ~ Ã Î6 £ §)

O ª ` ¦ or & 3$ í ì r xAg

Ä »o [ þ t` ¦ ] j % i . : r ¸ x 9 Å Ò Ã º

o\ 4 ¤ è e x ~ Û ¼, Ä » < Hz ´, Õ ªo ¦ Ä » © Ã º 1 p x_ l & h $ í | 9 ` ¦ 8 £ ¤& ñ # D ¥½ + Ë ª s : r

¸ ´ òõ \ ¦ ¸ % i . f À Ó l ¸ ¸ H D ¥½ + Ë÷ & H Ag

O ª \ y è÷ &% 3 Ü ¼ 9, x=6.0 mole%\

f þ j$ ° ú כ` ¦ ° ú ¦ Õ ª s © _ % ò % i \ " f H 7 £ x H D ¥½ + Ë ª s : r ¸ ´ òõ \ ¦ Ð% i . Õ ªo ¦ Ö ¸$ í o

-t % i r f À Ó l ¸ü < ° ú É r â ¾ Ó` ¦ Ð% i Ü ¼ 9 Õ ª s H 0.58 eV % i Ü ¼ 9, ª s : r[ þ t s D ¥½ + Ë÷ &

" f ( J $ [ > Ä ºÓ ü t ? /\ " f_ î r1 l x s © @ /& h Ü ¼ Ð 7 £ x ÷ &# Qf ` ¦ · ú Ã º e % 3 .

Keywords: l ¸, Ö ¸$ í o\ -t , D ¥½ + Ë ª s : r ´ òõ

»o | 9 _ s : r ¸ & ³ © \ ' aô Ç ½ ¨ H é ß o | 9 " f\ ¦

t H ½ ¨ ¸& h : £ ¤$ í \ l # ´ ú § É r ½ ¨ Ã º' ÷ &# Q&

[1–3]. : £ ¤ y , í ß oÓ ü t Ä »o \ " f } © 3 l q ½ ¨ ¸ Ã ºd ] j(· ú º ú o

x 9 · ú º ú o ÐÀ Ó í ß oÓ ü t 1 p x) H } © 3 l q ½ ¨ ¸ + þ A$ í ] j(B 2 O 3 , SiO 2 , GeO 2 1 p x) \ _ í ß è\ ¦ ] j/ B N ¦ Ä »o ½ ¨ ¸\ ¦

or v 9 [4], s ª s : r[ þ t É r Ä »o > \ " f Å Ò ) a î

rì ø Í (charge carrier)_ % i ½ + É` ¦ Ã º' ô Ç . s ü < ° ú s Ä » o

| 9 _ l & h $ í | 9 \ ' aô Ç ´ ú § É r ½ ¨ H s : rî r1 l x_ ' a

h \ " f Ã º' ÷ &% 3 t ë ß , þ j H \ H s : rî r1 l x` ¦ Ä »o } © 3 l q

¨ ¸ü < ' a t # Q ì r$ 3 H ½ ¨ Ö ¸µ 1 Ïy ' ÷ & ¦ e

[5, 6]. Õ ª Q Ä »o | 9 _ l ¸ & ³ © [ þ t × æ 1 l q: £ ¤ ô

Ç q + þ A ´ òõ H " f Ð É r ¿ º t _ ª s : r s ' ) a Ä

»o > \ " f l ¸ ¸ / å L y o\ ¦ Ðs H & ³ © Ü ¼

Ð Õ ª ì ø Í6 £ x l ½ ¨\ ¦ K $ 3 ¦ H ´ ú § É r ½ ¨ s À Ò# Q

. : £ ¤ y , Handricksonõ Bray [7] H " f Ð É r · ú º ú o

í ß oÓ ü t s ' ÷ & Õ ª[ þ t_ D ¥½ + Ëq \ ª s : r_ s

1 l x ¸(mobility) y è H כ ` ¦ ª s : r[ þ t_ | 9 | ¾ Ó s

Ð K $ 3 % i Ü ¼ 9, Tomozawa [8] 1 p x É r Ä »o | 9 _ D ¥½ + Ë · ú º

ú o ´ òõ \ ¦ \ P % i < Æ& h 8 £ ¤ \ " f K $ 3 % i . Õ ªo ¦ Doi [9] H î rì ø Í _ ç H| 9 $ í (homogeneity) 1 p x_ ´ òõ Ð [ O

î ¦ e . s ü < ° ú É r D ¥½ + Ë ª s : r(mixed-cation)_ l

¸ ´ òõ H · ú º ú o ª s : r \ ² D Gô Ç÷ &# Q e Ü ¼ 9 [10], þ

j H \ H ;s F K5 Å q` ¦ í < Êô Ç lithium-tetraborate_ Ä »o [

t_ l ¸ ½ ¨\ " f ;s F K5 Å q_ % i ½ + É` ¦ ¸ ô Ç

¨ Ã º' ÷ &# Q& [11,12]. Õ ª QÙ ¼ Ð : r ½ ¨\ " f H Ä º o

¸ ú · ú ¦ e H lithium-tetraborate Ä »o \ l ¸

s a % ~ É r Ag 2 O\ ¦ ' ô Ç Ä »o [ þ t` ¦ ] j ¦ 4 ¤ è e x

~

Û ¼ü < l ¸ ¸ 1 p x õ ° ú É r l & h $ í | 9 ` ¦ 8 £ ¤& ñ # Ag ª s : r_ % i ½ + É` ¦ ½ ©" î # D ¥½ + Ë ª s : r_ l ¸

òõ \ ¦ ¸ % i .

Ag 2 O ª ` ¦ or & 3$ í ì r xAg 2 O ·(20-x)Li 2 O · 80B ₂ O ₃ Ä »o [ þ t` ¦ ] j l 0 AK : £ ¤/ å L y y _ r _

ª ` ¦ l ;g A` ¦ s 6 x # 10 ⁻⁴ g t & ñ S X y ¨ î | ¾ Ó

i . ¨ î | ¾ Ó ) a r [ þ t` ¦ ¸ ú [ O # Q · ú À Òp ¸m \ V ,

¦ 1100 ^o C_ siliconite l Ð î ß \ " f l í ¢ - a y ] j

| ¨ c M : t 1 r ç ß 1 l xî ß ¸ ú 6 xÖ 6 x r ( . s ü < ° ú s

6 xÖ 6 x ) a Ó o © ` ¦ S ! 1 l xó ø Í 0 A\ Ô © ¦ É r S ! 1 l x ^ ¦! 3 Ü ¼ Ð

5 Å q y W = # Q / å LÍ tr & Ä »o r « Ñ[ þ t` ¦ ] j % i . ] j

)

a Ä »o [ þ t É r È Ò" î % i Ü ¼ 9, Ag ² O ª s ´ ú §s ' ) a Ä » o

[ þ t É r B Ä º \ P É r ¸ê ø Í Ò o` ¦ { % 3 . s X O > % 3 # Q ¸

ªa Ë > 1. x=4.0 mole% Ä »o _ 4 ¤ è e x ~ Û ¼ ³ ð & ³ (513K).

H r « Ñ[ þ t_ & ñ $ í # Â Ò\ ¦ S X l 0 A # X- r] X z

´+ « >` ¦ : x # Ä »o | 9 e ` ¦ S X % i . 8 £ ¤& ñ 6 x r « Ñ H bulk Ð ] j % i Ü ¼ 9, / å LÍ tr Ä »o r « Ñ ? /Â Ò\ Ò q t| 6 £ x

4 ` ¦ ] j l 0 A # 250 ^o C_ l ¸ É r \ " f \ P % o

i . Õ ªo ¦ ¸ H r « Ñ[ þ t_ f â É r 10 mm ü < ¿ ºa 0.5 mm s ÷ & ¸2 ¤ í(No. 320∼1500)\ ¦ 6 x # l 2

§ ì r0 Al \ " f Ê ê, Buchler ] j¾ ¡ § ;(cloth)õ · ú À

Òp ³ o u ì r´ ú (micropolish 0.1µ Alpha)` ¦ s 6 x # p [ j

% i . l & h $ í | 9 ` ¦ 8 £ ¤& ñ l 0 A # Ä »o r « Ñ _

ô ÇA á ¤ É r \ Õ ªo ¦ ì ø Í@ / É r mask\ ¦ 6 x #

F G` ¦ + þ A$ í ¦ guard-ring` ¦ ë ß [ þ t # Q" f 3- F G` ¦ silver paste Ð ¸ í # ë ß [ þ t% 3 . l 6 x| ¾ Ó Cü < < Hz ´ D

כ` ¦ LF-Impedance Analyzer(HP 4192A)\ ¦ 6 x # 5 Hz ∼13 MHz_ Å Ò Ã º x 9 433 K∼593 K_ : r ¸\ 8

¤& ñ % i . % 3 # Q ° ú כ[ þ t` ¦ s 6 x # 4 ¤ è e x ~ Û ¼ü <

¤ è Ä » Ö ¦ [ þ t` ¦ > í ß # l ¸ ì r$ 3 \ s 6 x % i

.

3$ í ì r xAg 2 O ·(20-x)Li 2 O ·B 2 O ₃ Ä »o r « Ñ[ þ t_ f À Ó l

¸ ¸(σ dc ) H 6 £ § d ` ¦ s 6 x # ½ ¨ % i [13].

σ dc = 1 R _b

l " f, R ^b H r « Ñ_ bulk $ ½ Ó, A H F G_ & h Õ ªo

¦ d H F G s _ ç ß (r « Ñ_ ¿ ºa ) s . 4 ¤ è e x

ªa Ë > 2. : r ¸ o\ @ /ô Ç Ä »o [ þ t_ f À Ó l

¸ ¸_ o.

~

Û ¼ Z ^∗ ÐÂ Ò' d (1)_ R _b \ ¦ ½ ¨ % i . Õ ªo ¦ Z ^∗ ü < 4 ¤

è Ä » Ö ¦ ^∗ ü < H 6 £ § õ ° ú É r ' a > \ ¦ ° ú H [14].

Z ^∗ = Z

jωC o ^∗ , (2)