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Ce0.8Gd0.2-xPrxO1.9固溶体的合成与表征

         

摘要

利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)和交流阻抗谱对溶胶-凝胶法制备的稀土双掺杂固溶体Ce0.8Cd0.2-xPrxO1.9(x=0,0.02,0.10)的结构和导电性进行了研究.XRD结果表明,经800℃焙烧所得样品都形成了单相立方萤石结构,平均晶粒尺寸在23~30 nm之间;XPS结果表明,样品中Pr离子以混合价态Pr3+和Pr4+存在;Raman光谱结果表明,Ce0.8Gd0.2PrxO1.9(x=0,0.02,0.10)具有氧缺位的立方萤石结构,Pr离子的掺杂使氧缺位浓度增加;阻抗谱结果表明,稀土双掺杂的固溶体Ce0.8Gd0.2-xPrxO1.9(x=0.02,0.10)的电导率高于稀土单掺杂的固溶体Ce0.8Cd0.2O1.9(σ600℃>=1.62×10-3S/cm,Ea=1.12 eV),其中Ce0.8Ga0.10Pr0.10O1.9的电导率最大(σ600℃=6.15×10<'-3>S/cm),导电活化能最小[Ea=0.64 eV(<400℃),Ea=0.82 eV(>400 ℃)],这与样品Ce0.8Cd0.2-xPrxO1.9内部更多的氧离子缺位和小极化子电子导电有关.

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