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作者：耿超亮;刘鹏;陈迪;
单位：清华大学未来实验室;
摘要：本研究旨在系统探讨不同单晶氧化物基片(主要为稀土基氧化物)在高温燃料电池等应用中的电导率特性。采用两端子电导率测试方法，通过改变氧分压和温度条件，测定了9种单晶基片(YSZ、YAO、LAO、NGO、LSAT、STO、LSGM、TSO、GSO)的电导率，并分析了导电性质随环境变化的规律及其背后机制。为了实现良好的集流效果，实验通过磁控溅射技术在基片表面沉积100 nm厚的金属铂。实验结果表明，YSZ和LSGM在测试条件下表现出良好的离子电导率且不随氧分压变化; STO表现出显著的导电转变，在还原气氛下为n型导电，在氧化气氛下为p型导电;其他基片如YAO、LSAT、GSO、LAO在低氧分压下主要表现为离子电导，在高氧分压下则表现为空穴电导。本研究揭示了单晶基片电导特性的多样性及其对环境的敏感性，提供了关键数据支持，为高温燃料电池和其他电化学器件的材料设计和优化奠定了基础。
关键词：单晶基片;;n型导电;;p型导电;;氧化物;;燃料电池
基金资助：国家重点研发计划“稀土新材料”重点专项青年科学家项目(2021YFB3502000);; 国家自然科学基金青年项目(52402150;52102137);; 中国博士后科学基金第74批面上项目(2023M741874)
