In a systematic study we investigate the effect of dopant level and hydration on the short-range structure of the proton conducting perovskite-type oxide BaIn_{x}Zr_{1-x}O_{3-x/2} (x = 0-0.75), using infrared and Raman spectroscopy. The results show that doping leads to significant local distortions of the average cubic structure of these materials. By increasing the In concentration from x = 0 to x = 0.75 new bands appear and grow in intensity in both the IR and Raman spectra, showing that the local distortions become successively more and more pronounced. The structural distortions are largely uncorrelated to the presence of oxygen vacancies, but instead are mainly driven by the size difference between the In^{3+} and Zr^{4+} ions, which leads to displacements of the cations and to tilting of the (In/Zr)O_{6} octahedra. Based on our results, we suggest that there is a threshold between x = 0.10 and x = 0.25 where the local structural distortions propagate throughout the whole perovskite structure. Comparison of our spectroscopic data with the proton conductivity reported for the same materials indicates that the presence of extended structural distortions are favorable for fast proton transport.
Short-Range Structure and Phonon Assignment of the Brownmillerite-Type Oxide Ba$_{2}$In$_{2}$O$_{5}$ and its Hydrated Proton-Conducting Form BaInO$_{3}$H
利用拉曼、红外和非弹性中子散射光谱以及密度泛函理论计算研究了钙钛矿型氧化物Ba $_{2}$ In $_{2}$ O $_{5}$及其水合形式BaInO $_{3}$ H的振动光谱和短程结构。对于Ba $_{2}$ In $_{2}$ O $_{5}$，其可以被描述为具有InO $_{6}$八面体和InO $_{4}$四面体的交替层的缺氧钙钛矿结构，结果证实了$Icmm$对称性的短程结构，其特征在于InO $_{4}$四面体的连续层的随机取向。对于水合质子传导形式BaInO $_{3}$ H，结果表明短程结构比先前基于中子衍射提出的$P4/mbm$对称性更复杂，而是表明质子构型接近Martinez等人预测的最低能量结构[J.- R.马丁内斯角E. Moen，S. Stoelen，N. L. Allan，J. of Solid State Chem.180，3388，（2007）]。一个强烈的拉曼活性振动在150厘米$^{-1}$被确定为一个独特的指纹，这种质子配置。
Ionic-to-electronic current amplification in hybrid perovskite solar cells: ionically gated transistor-interface circuit model explains hysteresis and impedance of mixed conducting devices
Identification of high-reliability regions of machine learning predictions in materials science using transparent conducting oxides and perovskites as examples
Influence of halide composition on the structural, electronic, and optical properties of mixed CH$_3$NH$_3$Pb(I$_{1-x}$Br$_x$)$_3$ perovskites calculated using the virtual crystal approximation method
Polaron-mediated metal-insulator transition and proton conduction in hydrogenated nickelate perovskites
School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University（北京师范大学物理学院）；Key Laboratory of Multiscale Spin Physics (Beijing Normal University), Ministry of Education（教育部多尺度自旋物理重点实验室（北京师范大学））；College of Physics, Hebei Normal University（河北师范大学物理学院）；Hebei Advanced Thin Films Laboratory（河北省先进薄膜实验室）
Defect Structure of the High-Dielectric-Constant Perovskite Cacu3ti4o12
使用透射电子显微镜（TEM），我们研究了CaCu 3 Ti4 O 12，一个有趣的材料，表现出巨大的介电响应，高达千赫兹的频率，在很宽的温度范围内。无论是在单晶，也不是在多晶样品，包括烧结散装和薄膜，我们没有观察到的孪晶畴在文献中建议。然而，在单晶中，我们看到了非常高密度的位错，其Burger矢量为[110]，以及具有阳离子无序和平面缺陷的区域，其位移矢量为1/4[110]。在多晶样品中，与晶粒内部相比，我们观察到许多晶界缺氧。缺陷相关的结构紊乱和不均匀性，作为一个内部的势垒层电容（IBLC）在半导体矩阵，可以解释非常大的介电响应的材料。我们在CaCu 3 Ti4 O 12的结构缺陷的TEM研究支持最近提出的形态学模型，与分隔导电区域和阻塞区域。
Role of small-radius and high-electronegativity A-Site dopants in enhancing proton transport and stability of perovskite electrolytes
School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University（北京师范大学物理学院）；Key Laboratory of Multiscale Spin Physics (Beijing Normal University), Ministry of Education（教育部多尺度自旋物理重点实验室（北京师范大学））；College of Physics, Hebei Normal University（河北师范大学物理学院）；Hebei Advanced Thin Films Laboratory（河北省先进薄膜实验室）
研究 BaCeO₃ 基电解质应用受限问题，通过第一性原理计算等，揭示小半径、高电负性 A 位掺杂剂在增强钙钛矿电解质质子传输及稳定性上的协同作用，证明 A 位 Ca 掺杂优势并阐明机制，为高性能电解质设计提供指导。
One-dimensional self-organization of water molecules in proton conducting Andersson-Wadsley titanates
Ecole Supérieure de Physique et Chimie Industrielles (ESPCI)（巴黎高等物理化工学院）；Université Paris Science et Lettres（巴黎文理研究大学）；Sorbonne Universités（索邦大学）；Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)（法国国家科学研究中心）；Institut des Nanosciences de Paris (INSP)（巴黎纳米科学研究所）；Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d’Orsay (ICMMO)（奥赛分子与材料化学研究所）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；Centre de Microcaractérisation Raimond Castaing（雷蒙·卡斯泰因微表征中心）；Université de Toulouse（图卢兹大学）；INSA Toulouse（图卢兹国立应用科学学院）；Collège de France（法兰西公学院）；Institut de Minéralogie, de Physique des Matériaux et de Cosmochimie (IMPMC)（矿物学、材料物理与宇宙化学研究所）；Sorbonne Université（索邦大学）；Muséum National d’Histoire Naturelle (MNHN)（法国国家自然历史博物馆）；INSA Lyon（里昂国立应用科学学院）；Université Claude Bernard Lyon 1（里昂第一大学）；MATEIS（材料研究与创新中心）；Pioniq Technologies（Pioniq科技公司）
