超离子导体CaF2中的Ca2＋亚晶格和F—亚晶格

摘要

CaF_2在熔化以前为超离子导体相。一些实验和理论的研究表明,在超离子导体相中,Ca^(2+)仍维持原有的面心立方骨架,而F^-则在Ca^(2+)骨架中运动。早期的分子动力学模拟结果表明Ca^(2+)的均方根位移仅约0.3A,而F^-的扩散系数可达2.6×10^(-5)cm·s^(-1),已是熔盐扩散系数量级。近年来的中子散射实验表明在扩散离子和近邻离子间存在着某种动力学相关。为解释这些事实,新近Gillan的分子动力学模拟表明扩散离子伴随着F^-亚晶格变形,而Kaneko和Ueda的分子动力学模拟则表明扩散离子伴随着近邻离子在同一运动方向的相关运动。进一步的研究尚待进行。八十年代初,Nelson等人提出了描述晶体、非晶和液态中键取向的键球谐函数方法。