低维纳米氧离子导体合成、表面修饰及电学性质研究

氧空位传导能垒和内部及表面缺陷密度决定了氧离子导体的传导性质。对于纳米尺度的材料，传导能级变化是尺寸的函数，造成了材料性质的显著变化。本项目提出通过化学合成方法，制备低维纳米氧离子导体材料。并通过表面修饰控制粒子界面结构，开创低维氧离子导体研究的新领域。实验首先合成低维纳米氧离子导体，然后在粒子表面进行包覆修饰，最后得到所需样品，实现用粒子维度及表面修饰控制缺陷状态、界面结构的目的。通过X射线衍射、光电子能谱、电子显微镜等分析方法对样品的结构、组成、物相与形貌进行分析。根据结构测试结果，利用分子动力学(MD)模拟计算、分析氧离子扩散系数和传导路径。结合电学性质的研究结果，获得界面结构，缺陷密度、氧离子扩散系数与氧离子传导率的关系。突破氧离子导体研究中依靠晶体结构设计及掺杂改变氧空位密度却不能调控传导能垒及界面结构的现状，降低其使用温度，拓宽其应用范围，为氧离子导体的实用提供实验和理论支持。