研究表明磷灰石型材料中通道氧的过键是高氧离子导电性的原因亚博网站下载

研究小组已经证实，高氧化物离子传导性是通过信道氧在La-富磷灰石型镧硅酸盐而不是由填隙氧的存在下overbonding引起的。

这项研究是由来自东京工业大学(日本技术);国立工业大学新滨学院;名古屋工学院;日本原子能机构;科学与社会综合研究组织(亚博老虎机网登录CROSS)中子科学与技术中心。这种“过键的高氧化物离子导电性”的概念为开发更好的离子导体铺平了道路，这可能会在环境保护和能源转换方面得到应用。

固体氧化物电解质广泛应用于氧膜、固体氧化物燃料电池(SOFCs)、气体传感器和催化剂等领域，因而得到了广泛的研究。为了降低sofc的工作温度，需要在低于600°C的温度下具有高氧化物离子导电性的电解质。1995年，日本国立工业大学新滨学院的Susumu Nakayama教授发现，在低于600°C的中间温度范围内，氧化离子的电导率非常高，促使许多科学家开始研究这一现象的结构起源。

人们认为间隙氧是磷灰石型材料高氧离子导电性的原因，但在这项新研究中，东京工业大学(Tokyo Institute of Technology)的Kotaro Fujii博士、Masatomo Yashima教授、亚博网站下载和他们的同事已经证明磷灰石型材料缺乏氧间隙，但含有硅空位。亚博网站下载名古屋理工学院的Koichiro Fukuda教授最初提出了材料中的Si空缺。亚博网站下载

利用安装在MLF、J-PARC设备上的SENJU衍射仪(图1)，研究人员进行了单晶中子衍射研究，精确地建立了磷灰石材料La-rich La的晶体结构亚博网站下载_9.565（SI_5.826□_0.174阿)₂₆(□表示Si空位)和La_9.333如果₆O₂₆包括原子位移参数，占用的因素，和氧原子的空间分布。该小组还计算出的两种材料的氧化物离子传导性和密度。亚博网站下载LA._9.565（SI_5.826□_0.174阿)₂₆在该分析中被选中，由于其高氧化物离子传导性。

通过衍射数据的结构分析，科学家们发现了硅的空穴，但没有空隙氧。在阿₄在磷灰石通道中，他们还发现与碱性La相比，氧化离子的位置紊乱更大_9.333如果₆O₂₆(图2)。对于沿着c轴的氧化离子导电，较低的活化能被发现是La较高的氧化离子电导率的主要原因_9.565（SI_5.826□_0.174阿)₂₆与洛杉矶相比_9.333如果₆O₂₆一个。与La相比_9.333如果₆O₂₆时，剩余的La产生将O的overbonding₄在La氧化物离子_9.565(年代_i5.826□_0.174阿)₂₆导致的La的更高氧化物离子迁移率和电导率_9.565（SI_5.826□_0.174阿)₂₆(图2)La中存在Si空位_9.565（SI_5.826□_0.174阿)₂₆是由阿基米德方法的密度测量支持的。

因此，科学家们提出，过剩的La阳离子是沿c轴过键通道氧的主要原因，导致高度各向异性原子位移，从而高氧迁移率。因此，这种“过键高氧化物离子导电性”的新概念可能有助于开发更好的离子导体。