外延 Ba2In2O5 薄膜中的各向异性质子和氧离子电导率
材料科学
2019-05-06 v1
摘要
固体氧化物氧离子和质子导体是用于固体氧化物燃料电池等可再生能源转换装置的一类极其重要的材料。Ba2In2O5 (BIO) 分别在干燥和潮湿环境中表现出氧离子和质子传导。在干燥环境中，BIO 的褐针镍矿晶体结构表现出有序的氧离子亚晶格，据推测这会导致各向异性氧离子传导。然而，BIO 的水合结构类似于钙钛矿，并且预测其中的质子在层内有序排列。为了补充近期关于 BIO 中潜在各向异性导电性质的重要理论与实验研究，我们在此测量了沿不同晶向的质子和氧离子电导率。利用具有不同晶向的外延薄膜，证明了两种电荷载流子的电荷传输均是各向异性的。氧离子传导的各向异性确实可以通过褐针镍矿 BIO 中氧亚晶格的层状结构来解释。然而，各向异性质子传导进一步支持了材料中质子缺陷有序排列的假设。归因于 BIO 中质子有序排列的沿不同晶向质子传导的差异，与在不具质子有序排列但质子通过链状或层状结构找到优先传导路径的材料中沿不同晶向观察到的差异程度相似。
引用
@article{arxiv.1905.01113,
title = {Anisotropic Proton and Oxygen Ion Conductivity in Epitaxial Ba2In2O5 Thin Films},
author = {Aline Fluri and Maths Karlsson and Marco Bettinelli and Ivano E. Castelli and Thomas Lippert and Daniele Pergolesi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.01113},
year = {2019}
}