Teoría de variable aleatoria aplicado a la transición de fases del sistema KI-AgI

• Autores: Diego Peña Lara, Daniel Suescún Díaz, Hernando Correa
• Localización: Revista EIA, ISSN-e 1794-1237, Vol. 22, Nº. 43, 2025
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Random variable theory applied tothe phase transition of KI-AgI system
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    El yoduro de plata, AgI, dopado con la familia MI (M = K, Na, NH4, Li, entre otros) es muy estudiado por su alta conductividad iónica por encima de 420 K. En el sistema KI-AgI, el ion de plata (radio iónico 0.126 nm) es sustituido por el ion de potasio (radio iónico 1.33 nm), modificando la estructura cristalina del electrolito sólido AgI y, por tanto, la configuración electrostática del sistema. Se estudió la transición de fases de este sistema utilizando un modelo fenomenológico basado en la densidad de energía libre como función de la concentración de defectos en equilibrio y la teoría de variable aleatoria representada por p o la probabilidad que el portador participe en la conducción. Con una geometría de placas paralelas y la configuración de dos electrodos Ag|muestra|Ag| se realizaron las mediciones eléctricas mediante la técnica de espectroscopia de impedancia. Por la técnica de difracción de rayos X se evidenció que el sistema tenía una mezcla de dos fases, una γ/β–AgI y la otra KI. En el modelo propuesto se tienen cuatro parámetros de ajuste: Γ o la relación de frecuencias entre los iones intersticiales y los fonones, xo la fracción entre la energía para promover un ion a una posición intersticial y la energía de interacción atractiva del par de Frenkel. Se ajustó tanto el salto abrupto de la conductividad iónica a 420 K como el respectivo comportamiento en el rango de temperatura de 350 K a 460 K para tres corridas de enfriamiento.

  • English

    Silver iodide, AgI, doped with the MI family (M = K, Na, NH4, Li, among others), has been widely studied for its high ionic conductivity above 420 K. In the KI-AgI system, the silver ion (Ag+, 0.126 nm ionic radius) is substituted by the potassium ion (K+, 1.33 nm ionic radius), which modifies the crystal structure of the AgI solid electrolyte and, therefore, the electrostatic configuration of the system. The phase transition of this superionic system has been studied using a phenomenological model based on the free energy density as a function of the defect concentration at equilibrium and on the random variable theory represented by p or the probability that the carrier participates in the conduction. With a parallel plate geometry and the configuration of two Ag|sample|Ag| electrodes, electrical measurements were carried out using the impedance spectroscopy technique. The X–ray diffraction technique was used to demonstrate that the system is a mixture of two phases, one being γ/β–AgI and the other being KI. In the proposed model, we have four fitting parameters: Γ, or the frequency ratio between interstitial ions and phonons; x, or the fraction between the energy to promote an ion to an interstitial position and the attractive interaction energy of the Frenkel pair. The abrupt jump in ionic conductivity at 420 K and the corresponding behavior in the temperature range from 350 K to 460 K were fitted for three cooling runs.