Y3+掺杂对Bi3NbO7相结构、热膨胀和导电特性的影响和机制

作者：王先平

来源：安徽师范大学学报(自然科学版), 2023, 46(03): 205-210.

DOI：10.14182/J.cnki.1001-2443.2023.03.001

• Bi3NbO7氧化物
• 热膨胀
• 导电特性

利用高温固相反应制备了不同浓度Y3+掺杂的δ-相Bi3Nb1-xYxO7(x=0～0.60)化合物，并基于变温XRD、AC阻抗谱和Wager极化方法系统研究了其相结构转变、热膨胀和导电特性。归因于次晶格中O2-/氧空位的有序/无序转变，较低Y3+掺杂浓度(x≤0.3)形成的Type-II型非公度准立方结构在高于临界掺杂浓度(x>0.30)时可转变为Type-III型立方结构。基于变温XRD的热膨胀结果显示，Y3+掺杂的Bi3NbO7化合物在低温区(t<540oC)的热膨胀系数较低[(10.4～12.7)×10-6 K-1]，而在较高温区(540oC～950oC)，由于无序分布氧离子扩散动性的增加，导致其热膨胀系数快速增大至24.0×10-6K-1。关于导电特性，Nb5+位低价Y3+掺杂不仅可以有效抑制Bi3NbO7的电子电导，还可大幅度提升离子电导率，其机制被认为与氧空位浓度增加相关。

• 单位
  中国科学院合肥物质科学研究院