Electrochemical impedance in ac diagnosticsof weakly conducting media

Анотація

Імпедансна ac-діагностика регулярно залучається до дослідження транспортних явищ в провідних середовищах різної мірності. Загальною причиною, яка змушує вдаватися до ac-ускладненьна тлі порівняно простих методичних можливостей в dc-режимі, є бажання виключити вплив на вольт-амперні (I–V) характеристики контактних явищ, що супроводжують dc-вимірювання. У деяких випадках (2d-електрони над гелієм) dc транспортні вимірювання є принципово неможливими. У слаболегованих напівпровідниках (розбавлених електролітах) ситуація менш критична, але проблеми з омічністю контактів зберігаються. Аналіз деталей імпедансного формалізму, що визначає реакцію провідного середовища на зовнішнє збурення, у значніймірі залежить від форми закону Ома для провідника, що впроваджуєтьсяв ім педансний ланцюг. Якщо є підстави для його визначення формулою j=σE, де j, σ, E відповідають локальним значенням густини струму, провідності й транспортного електричного поля, структура комплексного опору Ẑ_F(ω) вважається силовою. При наявності в законі Ома дифузійної складової, мова йде про електрохімічний імпеданс Ẑ_μ(ω). У даній роботі на простому прикладі — стандартний електролітичний конденсатор у послідовному RC ланцюжку при ступінчатому навантаженні — обговорюються можливості опису спостережуваних ефектів із залученням Ẑ_F(ω) або Ẑ_μ(ω). Порівняння з експериментом свідчить на користь Ẑ_μ(ω).