Bi2O3与(Bi0.7Y0.3)2O3中的声子与氧扩散
材料科学
2020-06-24 v1
摘要
我们报道了对Bi2O3和(Bi0.7Y0.3)2O3中声子与氧扩散的研究。利用非弹性中子散射，在高达1083 K的高温下测量了Bi2O3的声子谱。采用第一性原理计算，计算了Bi2O3和(Bi0.7Y0.3)2O3中各组成原子对总声子态密度的单独贡献。我们的计算结果表明，随着温度升高，振动态密度中的尖锐峰结构完全消失。第一性原理分子动力学模拟显示，即使在1000 K的δ相Bi2O3中，Bi-Bi关联在晶格中仍保持有序，而O-O关联则表现出类液体的无序行为。对于(Bi0.7Y0.3)2O3，O-O关联在约500 K时变宽，表明(Bi0.7Y0.3)2O3在此低温下即可具有氧导电性，尽管其电导率远小于未掺杂高温δ相Bi2O3中所观察到的。该结果与计算得到的氧扩散系数以及QENS实验观测一致。我们的第一性原理分子动力学计算预测，(Bi0.7Y0.3)2O3在远低于此的温度下即可实现宏观扩散，这更适于技术应用。我们的研究阐明了δ-Bi2O3和(Bi0.7Y0.3)2O3中的易扩散方向。
引用
@article{arxiv.2002.05401,
title = {Phonons and Oxygen Diffusion in Bi2O3 and (Bi0.7Y0.3)2O3},
author = {Prabhatasree Goel and M. K. Gupta and R. Mittal and S. J. Skinner and S. Mukhopadhyay S. Rols and S. L. Chaplot},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.05401},
year = {2020}
}