EPR study of Cu2± ions in the conduction planes, of Na, Tl, and Ag ß-aluminas

Abstract

ESR studies are performed on single crystals of copper doped Na, TI, and Ag p-aluminas. When Cu2+ is introduced by ionic exchange for a few minutes in a molten CuCI-2yo CuCI, mixture, at 900 I<, the cupric ions lie in the conduction planes, and not in the spinel blocks of the superionic conductors. Cu2+ replace Na+ or TI+ in the axial BR and mO sites, and Agf in the 6h (or mO) positions. However Cu2+ never occupies the aBR position, although the aBR site is partially occupied by the conducting cation, specially for Ag p-alumina. The variation of the spin Hamiltonian parameters with the nature of the conducting cation, and witi: temperature is discussed. L'Btude R P E des alumnes p au sodium, au thallium et Q l'argent doppkes a u cuivre a ktB rBalisBe sur monocristaux. Lorsque les ions dopant Cu2+ sont introduits par un Bchange ionique de quelques minutes dans un mklange C~C1-27~ CuCI, fondu Q 900 K, ils se localisent dans les plans de conduction et non dans les blocs spinelle de ces composks. substitue N a + ou T1+ sur leurs sites axiaux BR et mO, et Ag' sur les positions 6h ou mO. Par contre CuZt ne se place jamais en position aBR, bien que celle ci soit partiellement occupke par le cation conducteur, notamment pour I'alumine p z i I'argent. La variation des parametres de I'hamiltonien cle spin de l'ion Cu2+ avec la nature du cation conducteur, et la tempkrature est discutke.