Modelowanie struktury krystalicznej i dynamiki jonów w przewodnikach jonów tlenu

Materiały, w których możliwy jest swobodny ruch jonów znajdują obecnie zastosowanie w różnorodnych urządzeniach elektrochemicznych np. do przetwarzania i magazynowania energii (ogniwa paliwowe, baterie litowe) czy też w czujnikach ciśnień parcjalnych gazów. Prowadzone badania mają na celu zarówno otrzymanie nowych materiałów jak i poznanie i wyjaśnienie mechanizmów transportu jonowego. Wyniki badań eksperymentalnych opisują makroskopowy, uśredniony obraz struktury oraz właściwości elektrycznych badanych materiałów. W prezentacji przedstawione zostaną metody analizy Rietvelda oraz tzw. metody total scattering, które umożliwiają stworzenie mikroskopowego modelu struktury atomowej na podstawie danych dyfrakcji rentgenowskiej i neutronów. Uzyskane wyniki porównane zostaną z wynikami modelowania ab-initio, w którym zachowanie się jonów w strukturze opisane jest za pomocą kwantowo-mechanicznego funkcjonału gęstości DFT. W prezentacji omówione zostaną wady i zalety każdej ze wspomnianych metod modelowania a także ograniczenia skali modelowanych układów wynikające z ich złożoności. W dyskusji przedstawione zostaną wyniki badań przewodników jonów tlenu powstałych w wyniku domieszkowania tlenku bizmutu tlenkami innych metali. Przedstawiony zostanie między innymi wpływ lokalnego otoczenia kationów, zarówno bizmutu jak i domieszki, na przewodnictwo jonowe w tych materiałach.