质子导体 Gd 掺杂铈酸钡中的氢扩散
材料科学
2013-01-03 v1
摘要
本文通过密度泛函理论计算，研究了作为质子陶瓷燃料电池电解质候选化合物的 Gd 掺杂 BaCeO3 中质子缺陷的能量景观和扩散势垒。研究基于先前计算得出的能量景观，该景观包含 16 种稳定位点（8 个靠近掺杂剂，8 个远离掺杂剂）。采用简化弦方法精确确定了这些位点之间的最小能量路径，这些路径可能涉及质子重取向、八面体内或八面体间跳跃机制。与钛酸钡或锆酸钡等简单立方钙钛矿相比，在这种高度畸变的正交钙钛矿中发现了差异极大的能量势垒值（从 0.02 eV 到 0.58 eV），且没有特定的过程表现出明显的速率限制作用。研究发现，某些八面体间跳跃（在可能的情况下）比八面体内跳跃更有利，而重取向则表现出广泛的能量势垒范围。
引用
@article{arxiv.1301.0145,
title = {Hydrogen diffusion in the proton conductor Gd-doped barium cerate},
author = {Jessica Hermet and Marc Torrent and François Bottin and Guilhem Dezanneau and Gregory Geneste},
journal= {arXiv preprint arXiv:1301.0145},
year = {2013}
}
备注
submitted to Phys. Rev. B