尖晶石镁硫族化物导体中点缺陷的作用
材料科学
2018-04-17 v1
摘要
密排硫族化物尖晶石,如 MgScSe、MgInS 和 MgScS,在镁电池中作为固态电解质具有潜力,但受到不可忽略的电子电导影响,这在电化学储能器件中会导致自放电。利用第一性原理计算,我们评估了点缺陷能量随合成条件和费米能级的变化,以识别不期望的电子电导的来源。我们的结果表明,Mg 空位和 Mg-金属反位(即 Mg 与 Sc 或 In 交换)是在所考虑体系中可能出现的主要点缺陷。虽然我们发现阴离子富余条件和缓慢冷却可能创造低电子电导的条件,但这些尖晶石在阴离子贫乏环境下很可能表现出显著的 型电导,而这种情况在高温合成过程中常常出现。最后,我们探索了外来异价掺杂以潜在地缓解这些硫族化物尖晶石中的电子电导。该计算策略具有通用性,可轻易推广到其他固态电解质(及电极),以辅助优化相应框架的电子性质。
引用
@article{arxiv.1710.10443,
title = {Role of point defects in spinel Mg chalcogenide conductors},
author = {Pieremanuele Canepa and Gopalakrishnan Sai Gautam and Danny Broberg and Shou-Hang Bo and Gerbrand Ceder},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.10443},
year = {2018}
}