第一原理計算を用いた酸化物ヘテロ構造の性質の研究

使用第一性原理计算研究氧化物异质结构的特性

• 批准号: 10F00756
• 负责人: 館山 佳尚
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10F00756/
• 关键词: 密度汎関数理論; プロトン移動; 欠陥; 第一原理分子動力学; 電解質材料; 固体酸化物燃料電池; 金属酸化物; 界面; 酸素空孔; イオン伝導

酸化ジルコニウム―酸化セリウム界面の空孔形成・拡散メカニズムおよびその不純物効果についての密度汎関数理論第一原理計算解析の論文をまとめ、Physical Review Bに投稿し、アクセプトされた。もうじき出版される。またジルコニア酸バリウム系の第一原理分子動力学計算によって得られた、歪みに対するプロトン移動度の非線形関係のメカニズムについても投稿準備中である。このシステムでは酸化物を圧縮されて原子間の空間が狭くなった条件の時のみプロトン伝導が上がるという一見常識とは反対の結果が得られたが、構造および電子状態の解析から酸素原子を伝って拡散するプロトン伝導経路が圧縮することにより増加することがわかった。これら両システムは固体酸化物燃料電池電解質における2つの主要なイオン伝導である、酸素イオン伝導、プロトン伝導の代表的システムにおける解析であり、両者の知見を合わせることによって固体酸化物燃料電池電解質の最適化(低温度動作化)への指針を導出することに今後も取り組んで行く予定である。

我们编写了一篇关于氧化锆-氧化铈界面空位形成/扩散机制及其杂质影响的密度泛函理论第一性原理计算分析的论文，提交给Physical Review B，并已接收。它将很快发布。我们还准备提交一篇关于质子迁移率与应变之间非线性关系机制的论文，该论文是通过对氧化锆钡进行第一性原理分子动力学计算得到的。在该系统中，我们得到了与常识相反的结果，即质子传导仅在氧化物被压缩且原子之间的空间变窄时增加。我们发现质子扩散的质子传导路径因压缩而增加。 。这两个系统都是对氧离子传导和质子传导的典型系统的分析，氧离子传导和质子传导是固体氧化物燃料电池电解质中的两种主要离子导体，我们计划继续致力于制定较低温度操作的指南。

项目成果

ZrO2-CeO2 interface properties : a first-principles investigation

ZrO2-CeO2 界面特性：第一性原理研究

• 发表时间: 2011
• 作者: M.Fronzi;A.De Vita;Y.Tateyama;E.Traversa
• 通讯作者: E.Traversa

Ab initio investigation of ZrO2-CeO2 interface properties

ZrO2-CeO2 界面性质的从头算研究

• 发表时间: 2011
• 作者: M.Fronzi;A.De Vita;Y.Tateyama;E.Traversa
• 通讯作者: E.Traversa