Hydrogen diffusion in the proton conductor Gd-doped barium cerate
采用密度泛函理论计算了质子陶瓷燃料电池电解质候选化合物Gd掺杂BaCeO3中质子缺陷的能量分布和扩散势垒.简化的弦方法已被用来准确地确定这些网站之间的最小能量路径，这可能意味着要么质子重定向，内八面体或八面体间的跳跃机制。与简单的立方钙钛矿如锡酸钡或锆酸钡相比，在这种高度扭曲的正交钙钛矿中发现了非常不同的能垒值（从0.02 eV到0.58 eV），并且没有特定的过程出现明显的速率限制。一些八面体间的跳跃（如果可能的话）被发现是更有利的比内八面体的，而重定向表现出广泛的能量障碍。
2013-01-01 cond-mat.mtrl-sci
Solution enthalpies of barium cerates co-doped by rare-earth elements and indium
用溶液量热法测定了BaCe_（0.7）Ho_（0.2）In_（0.1）O_（2.85）和BaCe_（0.7）Sm_（0.2）In_（0.1）O_（2.85）在1M盐酸中的溶解度。所获得的数据进行了比较，与早期测量的数据上的BaCe 0.7Nd 0.2In 0.1O 2.85，BaCe 0.7Gd 0.2In 0.1O 2.85的溶解度。建立了稀土元素半径与溶解速率的关系。如图所示，这种关系不是线性的。
2016-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Tuning Optical Properties of Transparent Conducting Barium Stannate by Dimensional Reduction
我们报道了掺杂$n$型钙钛矿BaSnO 3和层状钙钛矿的电子结构和光学性质的计算。虽然掺杂的BaSnO $_3$对于低于导带起始的价带的能量保持其透明性，但是掺杂的层状化合物由于从最低导带的跃迁而表现出低于带边的光学电导率。这给出了Ba2SnO4在可见光中的吸收。因此，重要的是在透明导电氧化物（TCO）膜中使该相最小化。Ba_3Sn_2O_7和Ba_4Sn_3O_（10）分别在红光和红外光区有较强的跃迁。因此，可能存在将这些用作波长滤波TCO的机会。
2015-01-31 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical investigation of electronic, optical and thermoelectric properties of tellurium doped barium titanate (BTO) through modified Becke Johnson exchange potential
采用基于密度泛函理论和玻尔兹曼输运理论的第一性原理计算方法，在WIEN 2K和BoltzTraP模拟程序中对Te掺杂BaTiO 3的稳定性、电子结构、光学和热电性质进行了研究。本研究采用LDA + TB-mBJ电位进行。计算了每种掺杂结构的形成能，以考察合成的稳定性和可行性。将Te掺杂到BaTiO 3中有效地降低了电子带隙，并且可以通过改变掺杂剂的量来控制带隙降低的水平。因此，提高了对可见光的吸收能力。我们的研究结果表明，所有的掺杂结构是显着的吸收性和生产性的光学吸收，超过105 cm-1的可见光范围内。此外，BaTiO 3在零频率下的介电常数比Te掺杂的BTO小：8.3%，而光学能隙通过增加Te浓度从3.692 eV减小到1.619 eV。然后，光学电导率和Urbach的参数进行了预测。的传输特性进行评估作为温度的函数。研究发现，随着材料的Seebeck系数和品质因数的增加，材料的电导率显著提高。我们的理论结果可用于热电和可见光光电器件的应用。
2022-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis and Characterization of Strontium Doped Barium Titanates using Neutron Diffraction Technique
在本研究中，结构的变化，由于逐步掺杂的Sr在钛酸钡进行了研究，通过X射线和中子粉末衍射技术。采用PVA蒸发法合成了Ba_（1-x）Sr_xTiO_3（x=0.0，0.5和1.0）样品，并通过X射线衍射实验证实了样品的纯度。之后，进行了中子衍射实验和衍射数据分析的Rietveld最小二乘数据精修方法使用计算机程序RIETAN-2000和FullProf，以确定各种晶体结构参数。阳离子和阴离子的位置坐标也确定从数据细化的方法，证实了Ba和Sr原子具有四面体A网站和Ti原子具有八面体B网站的所有三个样品BaTiO 3，Ba0.5Sr0.5TiO 3，和SrTiO 3，分别。此外，晶格参数值表明，Ba_（1-x）Sr_xTiO_3结构在x=0.5之前的某个时刻经历了从四方相到立方相的相变。观察到的和计算的配置文件之间的一致性是极好的，以及与以前报道的值一致。此外，对电荷密度测量进行了基于MEM的分析。
2020-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Mechanistic Insights into the Oxygen Evolution Reaction on Nickel-Doped Barium Titanate via Machine Learning-Accelerated Simulations
本研究开发了基于人工神经网络的机器学习原子间势，结合元动力学模拟，在显式水界面下探索原始与Ni掺杂BaTiO$_{3}$的析氧反应，发现Ni掺杂能提升催化活性并揭示其机理。
2024-12-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Strain-Induced Extrinsic High-Temperature Ferromagnetism in the Fe-Doped Hexagonal Barium Titanate
稀磁半导体材料在高温下具有固有的静磁性，是一类在自旋电子学和磁光学领域具有很大应用潜力的多功能材料。在六方铁掺杂稀磁氧化物，6 H-BaTiO $_{3-δ}$，室温铁磁性先前已被报道。铁磁性被广泛认为是这种材料的固有特性，尽管它对掺杂浓度和加工条件有着不同寻常的依赖性。然而，这里报道的组合体磁化和互补的深入本地探测电子自旋共振和μ子自旋弛豫测量，挑战这一猜想。虽然铁磁转变发生在700 K左右，它只在另外退火的样品，并伴随着一个非常小的平均值的有序磁矩。此外，在较低的温度下检测到几个额外的磁不稳定性。这些与Fe掺杂的3C-BaTiO $_{3-δ}$伪立方多晶型物的电子不稳定性相一致。此外，发现具有冻结磁矩的铁掺杂剂的分布是不均匀的。我们的研究结果表明，复杂的静态磁性的六方相是不是内在的，而是源于稀疏的应变诱导的伪立方区域。我们指出了内部应变在建立缺陷铁磁性的竞争结构相的系统中的重要作用。
2015-01-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Absolute light yield measurements on SrF$_{2}$ and BaF$_{2}$ doped with rare earth ions
本文给出了掺PrF $_3$和CeF $_3$的氟化锶和氟化钡晶体的绝对光输出测量结果，并与已知光输出的晶体（NaI-Tl，CsI-Tl，BGO）进行了比较。对于纯SrF $_2$晶体，我们获得了约28600光子/MeV的值。
2013-08-19 cond-mat.mtrl-sci nucl-ex
Transparent perovskite barium stannate with high electron mobility and thermal stability
透明导电氧化物（TCO）和透明氧化物半导体（TOS）已成为信息和能源技术中从透明电极到有源电子元件的各种应用的必要材料。过氧化锡酸钡（BaSnO 3）是一种新型TCO或TOS体系，由于其高电子迁移率、优异的热稳定性、高透明性、结构多样性和室温下灵活的掺杂可控性，是实现光电子器件和观察新型电子量子态的潜在平台。本文综述了掺杂BaSnO_3体系的最新研究进展，讨论了其广泛的物理性质、电子散射机制以及pn二极管和场效应晶体管等关键半导体器件的演示。此外，我们讨论的途径，以实现二维电子气之间的界面BaSnO3和其他钙钛矿氧化物和描述剩余的挑战，观察新的量子现象在异质界面。
2017-07-31 cond-mat.mtrl-sci
New phases in the Ba-Ce(M)-O systems (M = Ga, In)
在1700 K空气中合成了一种新的掺In和Ga的钡铈酸盐。合成是通过从BaCO 3，CeO 2，In 2 O3或Ga 2 O3的固态反应进行的。粉末样品的X射线衍射图用DRON-UM-1和STADI-P衍射仪使用单色化CuKa辐射获得。得到了以下新相的组成：BaCe_（1-x）Ga_xO_（3-d）（x = 0.05; 0.1）和BaCe_（1-x）In_xO_（3-d）（x = 0.25，0.5）。它们在正交空间群Pnma中结晶。用Rietveld方法计算了晶格常数。基于文献数据的分析，可以假设，从BaCeO 3到BaCe 1-xGaxO 3-d（BaCe 1-xInxO 3-d）的耐受因子的增加导致Ga和In掺杂的钡蜡酸盐的稳定性和输运性质的增加。
2005-07-25 cond-mat.mtrl-sci
Evaluation of the hydrogen solubility and diffusivity in proton-conducting oxides by converting the PSL values of a tritium imaging plate
质子导电氧化物在氢传感器、氢泵和其他电化学装置包括核聚变反应堆的氚纯化和回收系统中具有潜在的应用。虽然氢（H）在这种氧化物材料中的分布是一个重要方面，但其精确测量是困难的。在本研究中，使用氚化重水蒸气，即，研究了BaZr0.9Y0.1O2.95（BZY）、BaZr 0.955Y0.03Co 0.015O2.97（BZYC）和CaZr0.9In0.1O2.95（CZI）的氢溶解度和扩散率行为，DTO（~ 2kPa，氚（T）= 0.1%），通过转换成像板（IP）的光激励发光（PSL）值。将样品暴露于673 K下的DTO蒸气2 h或873 K下的DTO蒸气1 h。采用常规粉末冶金法制备了直径约7.5 mm、厚度约2.3 mm、理论密度（TD）> 98%的圆盘状氧化物试样。所有三种材料的样品表面的IP图像显示，BZY显示出最均匀的T分布与最高的氚活性。切割试样的横截面T浓度分布表明，T扩散到BZY和BZYC比CZI更深。CZI试样中氢的溶解度和扩散系数低于BZY和BZYC试样。这表明锆酸钡比锆酸钙是更有利的质子导体。
2022-11-12 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Dopant size effect on BiFeO$\rm_{3}$ perovskite structure for enhanced photovoltaic activity
本研究是使用第一性原理密度泛函理论计算在gpaw代码。分析和研究了单斜$P2_1/m$空间群Ba掺杂BiFeO $_3$（BFO）中Li、Cs或两者掺杂的原子尺寸效应。计算结果表明，Cs掺杂BFO的光电流密度明显提高，这可能是由于吸收峰展宽和双等离子体激元的产生。两个尺寸相差较大的原子共掺杂比单个小尺寸原子掺杂对等离子体激元的宽度和峰值有显著的影响。在10 eV量级的更高光子能量范围，折射率降低到$n(ω) \to 1$，这意味着光波可以隧穿原始的和掺杂的BFO而没有任何相变，因此表明其作为光子应用的有效候选者的潜力。此外，掺杂的BFO显示出丰富的光电流产生特性，这在太阳能电池和光伏应用中将是重要的。
2022-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Nuclear Quantum Effects on Proton Diffusivity in Perovskite Oxides
本研究通过量子热浴分子动力学模拟，揭示了核量子效应对钙钛矿氧化物中质子扩散率的显著影响，证明经典谐波过渡态理论高估质子跳跃的活化能和指前因子，并指出需超越经典方法以准确评估质子扩散率。
2024-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Development of an eReaxFF Force Field for BZY20 Solid Oxide Electrocatalysis
本文开发了适用于BZY20固体氧化物的eReaxFF力场，通过拟合量子力学数据描述氧空位、水吸附与析氢过程，并利用零电压分子动力学模拟验证了其用于研究制氢界面机理的可行性。
2023-04-24 cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus physics.chem-ph
