High oxide-ion conductivity in acceptor-doped Bi-based perovskites at modest doping levels.
High oxide-ion conductivity in acceptor-doped Bi-based perovskites at modest doping levels.
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在适度掺杂水平下，受主掺杂的铋基钙钛矿具有高氧化物离子电导率。
DOI：
10.1039/d1cp01120k
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Li L
中科院分区：
文献类型：
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作者：
Li L
使用交流阻抗谱、飞行时间二次离子质谱仪和文献数据相结合的方法表明，(I)碱土掺杂的A位BiFeO_3(BF)的整体氧化物离子电导率与碱土离子(Ca，Sr，Ba)的离子半径无关，(Ii)尽管(∼/2Bi1/2)TiO_3和BF中的A位环境非常不同，但在适度的受主掺杂水平(Na1/2Bi1/2)下，这些铋基倾斜钙钛矿的体氧化物离子电导率达到了相似的高水平和优化。这些结果清楚地表明，优化这些材料中的氧化物离子导电性需要的概念不是简单的晶体化学方法，而是基于匹配受主掺杂和宿主晶格离子的离子半径的概念。
A combination of impedance spectroscopy, time-of-flight secondary ion mass spectrometry and literature data are used to show that, (i) the bulk oxide ion conductivity of A-site, alkaline earth-doped BiFeO3 (BF) is independent of the ionic radius of the alkaline earth ion (Ca, Sr, Ba) and, (ii) despite very different A-site environments in (Na1/2Bi1/2)TiO3 and BF, similar high levels and optimisation of bulk oxide ion conductivity in these Bi-based tilted perovskites is achieved at modest acceptor doping levels of ∼1–10%. These results clearly demonstrate that optimisation of oxide ion conductivity in these materials requires concepts beyond a simple crystallochemical approach based on matching the ionic radii of acceptor dopant and host lattice ions.
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