通过阳离子编排实现钙钛矿材料中快速氧离子扩散

研究了掺杂的钙钛矿型铁锰和铁钴氧化物的氧交换行为。我们发现，通过在 A 轨道亚晶格中诱导稀镱和碳酸钙离子的晶体学有序化，可使 Gd$_{0.5}$Ba$_{0.5}$MnO$_{3-\delta}$ 中的氧离子扩散率可提高数个数量级。将简单立方晶格（A 位点随机占据）转化为具有交替稀镱和碳酸钙平面的层状晶体 GdBaMn$_2$O$_{5+x}$（或等结构的 GdBaCo$_2$O$_{5+x}$），可减小氧与阳离子间的键合能，从而提供无杂乱的离子运动通道，为设计新型离子导体提供了有效途径。