鎢摻雜之鍺酸鑭基磷灰石離子導體之晶體結構與電性

Abstract

本研究利用固相反應法合成鎢摻雜鍺酸鑭基磷灰石電解質材料，藉由添加不同量的 W6+ 取代La9 5Ge6-xWxO26 25+x 中的Ge4+ 位置 (x = 0，0 1，0 15，0 2，0 25，0 5，0 75，1)，觀察晶體結構的變化及與導電性質間的關聯性。 實驗結果顯示當鎢的添加量達到 x = 0 25 時，有明顯二次相生成，推測已超出固溶範圍。將?燒後的粉末以 Rietveld 方法模擬精算晶格常數後，可觀察到鎢添加會使鍺氧四面體產生改變，且四面體上 O3周遭晶體結構變化較明顯，由此區域假設為間隙式氧離子移動所經過的空間，可模擬類似於文獻上間隙式氧離子移動的路徑。 不同成分點之試片燒結緻密條件不同，以 1450℃ 燒結後相對密度達 95% 以上之試片，在 800℃，x = 0 15、0 2 時具有較高導電率 (0 0366、0 0398 S/cm)，且 x = 0 2 在晶體結構中具有最大的 O4-O3 距離 3 3376? 與最大的O3-La2距離 3 4838? (長邊)，推測此添加量在固溶極限內將晶格扭曲，擴大間隙式氧離子移動通道，使間隙式氧離子易於移動而具有較高導電性；當 x = 0 25 時含有較多二次相則會使導電率下降。

Date of Award	2014 Aug 22
Original language	Chinese
Supervisor	Chi-Yuen Huang (Supervisor)