Анализ экспериментальных результатов измерения концентрации дефектов в поверхностном слое оксида церия, допированного акцептором

Дана теоретическая интерпретация последних экспериментальных результатов по зависимости концентрации малых поляронов от парциального давления кислорода, P(O₂) в мономолекулярном поверхностном слое допированного оксида церия. Проанализированы два разных типа экспериментальных условий. (1) Исследована полностью восстановленная поверхность Sm_0.2Ce_0.8O_{1.9 – δ} и оценено взаимодействие в системе [Ce³⁺]_s–P(O₂). Экспериментальные данные объяснены возникновением металлоподобного поверхностного слоя, в первом приближении нейтрального, т.е., с пренебрежимо малым переходом заряда в объем. Поверхность становится металлоподобной потому, что внешние электроны на ионах Ce³⁺, которые при низкой концентрации являются малыми поляронами, при высокой концентрации делокализуются. (2) Исследована поверхность Pr_0.1Ce_0.9O_{2 – δ}. Экспериментальные данные, касающиеся взаимодействия [Pr³⁺]_s–P(O₂), объяснены образованием полупроводникового отрицательно заряженного мономолекулярного поверхностного слоя, образующего двойной слой с положительно заряженным объемом. Как в случае Sm_0.2Ce_0.8O_{1.9 – δ}, так и Pr_0.1Ce_0.9O_{2 – δ} зависимость концентрации поверхностных дефектов от P(O₂) отличается от таковой в объеме.