表面の電子構造は高温でペロブスキート酸化物で変化する:ストレートされたLa0.8Sr0.2CoO3薄膜のケース
Zhuhua Cai1, Yener Kuru, Jeong Woo Han
1Laboratory for Electrochemical Interfaces, Department of Nuclear Science and Engineering, Massachusetts Institute of Technology, 77 Massachusetts Avenue, Cambridge, Massachusetts 02139, United States.
Journal of the American Chemical Society
|September 15, 2011
まとめ
固体酸化物燃料電池 (SOFC) 用の細薄膜の張ったLa{0.8}Sr{0.2}CoO{3}を調査すると,温度によって誘発される半導体から金属への移行が明らかになる. この移行は,SOFC カトドの開発に不可欠な酸素減少のための表面活性を強化します.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- 電気化学 電気化学について
- 表面科学とは,地表科学である.
背景:
- 固体酸化物燃料電池 (SOFC) カトド表面の電子構造を理解することは,酸素還元活動の改善に不可欠です.
- 高温,酸素圧,および材料のストレスは,カトド性能に大きく影響します.
研究 の 目的:
- 圧縮されたLa{0.8}Sr{0.2}CoO{3} (LSC) 薄膜の表面電子構造を,異なる温度と酸素部分圧力下で調査する.
- モデルSOFCカトドシステムにおける表面電子特性と酸素還元活性を相関させる.
主な方法:
- 表面の電子構造を検知するために,in situ スキャニングトンネリングスペクトロスコーピー (STS) を使用する.
- 化学的状態を分析するためのX線光電子スペクトロスコーピー (XPS)
- 密度関数理論 (DFT) の計算は,実験的発見をサポートします.
主要な成果:
- ストレインされたLSC薄膜は,半導体から200~300°Cの間の金属のような状態に移行します.
- 張力張りのLSC表面は,フェルミレベルのポストトランジションに近い状態の電子密度 (DOS) が向上しています.
- 高温で酸素の空白の形成は,電子構造の移行を駆動する.
結論:
- 半導体から金属への移行は,可逆であり,温度と張りの状態に依存します.
- 張力ストレスは,動作温度でLSC表面の電子活動を強化します.
- 現場調査は,SOFCカトド材料の振る舞いを理解するために不可欠です.
