Электрические свойства льда как функции давления
М. И. Рыжкин+, И. А. Рыжкин+, А. М. Кашин*, В. В. Синицын*
+Институт физики твердого тела РАН, 142432 Черноголовка, Россия
*Акционерное общество "Группа компаний ИнЭнерджи", 111524 Москва, Россия
Abstract
В работе теоретически исследуется зависимость протонной проводимости водяного
льда от давления. Показано, что уменьшение длины водородной связи приводит к уменьшению
энергии образования ионных дефектов и к возрастанию энергии образования дефектов связей. В
результате парциальная проводимость ионных дефектов, которая определяет статическую
проводимость льда, возрастает, а парциальная проводимость дефектов связей, определяющая
высокочастотную проводимость льда, падает. При некотором давлении, происходит кроссовер
основных и неосновных носителей тока, парциальные проводимости ионных дефектов и дефектов
связей сравниваются, при этом статическая проводимость льда достигает максимума, а
диэлектрическая проницаемость льда достигает минимума. При дальнейшем росте давления
статическая проводимость льда будет определяться парциальной проводимостью дефектов связей
и будет уменьшаться, а высокочастотная проводимость парциальной проводимостью ионных
дефектов и будет увеличиваться. Даны численные оценки давления, при котором происходит
кроссовер, оценки максимума протонной проводимости и минимума диэлектрической
проницаемости, обсуждается сравнение с экспериментальными результатами.