Вышедшие номера
Роль акцепторной примеси в переносе протонов в протонпроводящих оксидах
Урицкий М.З.1, Цидильковский В.И.1
1Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург, Россия
Email: umz@ihte.uran.ru
Поступила в редакцию: 26 мая 2014 г.
Выставление онлайн: 20 октября 2014 г.

Теоретически исследовано влияние взаимодействия протонов с дефектами (акцепторными примесями, кислородными вакансиями) и между собой на перенос протонов в акцепторно-допированных протонпроводящих оксидах AIIBIV1-xRIIIxO3-delta со структурой перовскита и оксидах AIII2-xRIIxO3-delta со структурой искаженного флюорита (bixbyite). Методом Монте-Карло и аналитически рассчитаны коэффициент диффузии трейсера D* и подвижность протонов. Показано, что взаимодействие с дефектами существенно влияет на величину и поведение коэффициентов переноса. Наиболее важную роль при этом играет взаимодействие с акцепторными примесями. Подвижность протонов значительно уменьшается уже при малом содержании допанта (x~1-3 at.%). На зависимости протонной проводимости sigma от содержания примеси могут появляться максимумы. Для оксидов с bixbyite-структурой, содержащей неэквивалентные позиции катионов, вид sigma(x) существенно зависит от распределения допанта по этим позициям. Полученные результаты позволяют интерпретировать экспериментальные данные по протонной проводимости для ряда оксидов. Работа поддержана РФФИ (проект N 12-03-00457-а) и программой Президиума РАН N 3 (проект N 12-П-23-2006 "Изотопы водорода в оксидах").