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Synthesis and characterization of ce_(0.8)Sm_(0.2–x)Pr_xO_(2–δ)(x=0.02–0.08)solid electrolyte materials

Journal of Rare Earths 2015年第4期33卷 411-416页

作者：林晓敏吕秋月朱丽丽刘晓梅 College of Physics Beihua University College of Physics Jilin University

Solid electrolytes C%ssmo.2 xprxO2-δ （x=0.02, 0.04, 0.06, 0.08） were prepared by citric-nitrate method. The microstructure and electrical properties of such materials were examined by X-ray diffraction （XRD）, atomic force microscopy （AFM）, Raman spec- troscopy （Raman）, X-ray photoelectron spectroscopy （XPS） and impedance spectroscopy analyses, Specifically, results from XRD analysis showed that samples calcined at 800 ℃ for 4 h possessed single-phase cubic fluorite structure, and the average grain size was found to be 36--45 nm. Further Raman spectral analysis indicated that oxygen vacancies should be present in the cubic fluorite struc- ture of ***0.08Oe~, and Pr-doping seemed to increase their concentration significantly. AFM images showed that the grain size grew with the increase of Pr substitution. XPS analysis confirmed the existence of oxygen vacancies in the lattice of ***2_~ in which Pr3＋ and Pr4＋ co-existed. AC impedance spectra indicated that the conductivity of ***0.2-xprx02＋ increased with the increase of Pr-doping but the conduction activation energy decreased. Notably, it appeared that sample ***.12Pro.o802-x （aaoooc=l.21xlO-z S/cm, Ea=0.77 eV） exhibited conductivity superior to ***.2Ol.9 （aro0.c=2.22×10-3 S/cm, Ea= 1.02 eV） because it possessed higher conductivity and lower activation energy. At 600 ℃, the conductivity of ***.12Pr0.0802m was 4.45 times higher than that of the un-doped material.

关键词： ce0.8smo.2-xprx02-δ oxygen vacancy Raman spectroscopy conductivity rare earths

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