控えめなドーピングレベルでのアクセプタードープBIベースのペロブスカイトにおける高酸化物イオン導電率

インピーダンス分光法、飛行時間二次イオン質量分析、および文献データの組み合わせを使用して、（i）Aサイトのバルク酸化物イオン導電率、アルカリアースドープBifeo3（BF）はイオン性とは無関係であることを示します。アルカリアースイオンの半径（Ca、Sr、Ba）および（ii）（Na1/2Bi1/2）TiO3およびBFの非常に異なるAサイト環境にもかかわらず、これらのBIのバルク酸化物イオン導電率の同様の高レベルと最適化 - ベースのチルトペロブスカイトは、約1〜10％の控えめなアクセプタードーピングレベルで達成されます。これらの結果は、これらの材料における酸化物イオン導電率の最適化には、アクセプタードーパントと宿主格子イオンのイオン半径の一致に基づいた単純な結晶化学的アプローチを超えた概念を必要とすることを明確に示しています。

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.