Труды КНЦ (Технические науки вып.3/2023(14))

в которых располагаются катионы Pr3+. При наложении внешнего электрического поля в данных каналах возможно перемещение иона кислорода, и в таком случае данные соединения будут работать как кислород-проводящие твердые электролиты. Ранее в наших исследованиях было показано [6, 7], что для теоретического исследования ионной проводимости в материалах оптимальных является использование комплексного подхода, включающего несколько методик. При помощи геометрико- топологического анализа [8], основанного на разбиении Вороного (GT-анализ), мы рассчитываем карту миграции ионов исходя из геометрических характеристик свободного пространства в кристаллической структуре. Далее осуществляется оценка энергетических барьеров перескоков О2--ионов по переходам в кристаллической структуре при помощи метода BVSE [9], основанного на теории валентных усилий. Квантово-механическое моделирование в рамках теории функционала плотности [10] позволяет оценить стабильность кристаллической структуры, уточнить величины энергетических барьеров и определить типы переходов способствующих диффузии. Такой комплексный подход был применен в данной работе для изучения кислород-ионной проводимости в структурах соединений PrMoeO^ и NdMoeO^. Р езультаты исследований Анализ геометрических характеристик свободного пространства в кристаллических структурах при помощи метода Вороного осуществляется по описанному алгоритму [8, 11] с использованием комплекса структурно-топологических программ ToposPro [12]. Для кристаллической структуры строится разбиение Вороного с учетом всех атомов, исключая атомы кислорода. Сетка пустот и каналов, которая получается в результате данного разбиения, соответствует карте миграции кислородного иона в структуре. В работе [13] нами были отобраны наиболее перспективные лантан-содержащие соединения, в которых кислород-ионная проводимость возможна или уже установлена экспериментально. Для структур соединений PrMoeO^ и NdMoeO^ были рассчитаны карты миграции и установлено, что геометрически доступными переходами для диффузии кислородного иона являются два типа каналов, проходящих параллельно параллельно оси с. Один тип каналов проходит внутри блоков из октаэдров MoO6, второй — обвивает катионы Pr3+внутри широкого канал структуры (рис. 1). Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 3. С. 157-163. Transactions of the Kola Science Centre of RA s . Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 3. P. 157-163. Рис. 1. Кристаллическая структура PrMo6O12 (а) и iD -карта миграции О2 -ионов, рассчитанная при помощи GT-анализа Для последующего изучения диффузионных характеристик O^-иона в структуре соединений PrMo 6 O 12 и NdMoeO 12 были проведены расчеты энергетических барьеров при помощи метода валентных усилий [9]. Метод BVSE реализован в программе softBV [14], его основная идея заключается в расчете отклонения суммы валентностей связей от заряда рабочего иона и в определении точек © Кабанова Н. А., 2023 158