Efficient statistical approach for thermo-electrical properties of gadolinia-doped ceria thin films

兴奋剂 材料科学 薄膜 电阻率和电导率 工程物理 纳米技术 化学工程 光电子学 电气工程 物理 工程类
作者
Ho Khac Hieu,Le Thu Lam
出处
期刊:Solid State Ionics [Elsevier BV]
卷期号:410: 116533-116533
标识
DOI:10.1016/j.ssi.2024.116533
摘要

The thermo-electrical properties of gadolinia-doped ceria (GDC) thin films play a vital role in solid oxide fuel cell (SOFC) applications. Nonetheless, the effects of temperature, dopant concentration, and thickness on thermal expansion, and ionic conduction remain ambiguous. In the present study, we propose an efficient theoretical approach to emphasize the roles of surface layers and surface vicinity (called next-surface layers) on the thermo-electrical properties of GDC thin films. Using statistical moment method, thermal expansion coefficient, and ionic conductivity are calculated as functions of temperature, dopant concentration, and thickness. The lattice strain and ionic disorder in the surface and next-surface layers cause an increase in thermal expansion coefficient and ionic conductivity of thin films. Compared with bulk GDC, the thermal expansion coefficient is slightly larger while the ionic conductivity is more than one to two orders of magnitude enhancement and exhibits the maximum value at the higher concentration. The ionic conductivity depends non-linearly on the dopant concentration and the maximum conductivity is shifted toward a higher value as the temperature increases. The enhancement in thermal expansion coefficient and ionic conductivity offers new opportunities for SOFC electrolytes whose efficiency can be effectively controlled by tailoring the thickness. The theoretical calculations are compared to measured results from experiments.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
十三完成签到 ,获得积分10
6秒前
swall5w完成签到,获得积分10
9秒前
吃小孩的妖怪完成签到 ,获得积分10
9秒前
10秒前
银海里的玫瑰_完成签到 ,获得积分10
12秒前
xdlongchem完成签到,获得积分10
16秒前
丁丁给丁丁的求助进行了留言
21秒前
正直的松鼠完成签到 ,获得积分10
23秒前
慎之完成签到 ,获得积分10
26秒前
27秒前
健忘的晓小完成签到 ,获得积分10
29秒前
科研小白完成签到 ,获得积分10
32秒前
路路完成签到 ,获得积分10
33秒前
莹yy完成签到 ,获得积分10
39秒前
追寻飞风完成签到,获得积分10
40秒前
发嗲的慕蕊完成签到 ,获得积分10
42秒前
44秒前
tjpuzhang完成签到 ,获得积分10
46秒前
tangchao完成签到,获得积分10
48秒前
53秒前
丁丁发布了新的文献求助10
57秒前
Hindiii完成签到,获得积分10
1分钟前
gangxiaxuan完成签到,获得积分10
1分钟前
困困困完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ipcy完成签到 ,获得积分10
1分钟前
俊逸的香萱完成签到,获得积分10
1分钟前
矿泉水发布了新的文献求助10
1分钟前
和气生财君完成签到 ,获得积分10
1分钟前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得30
1分钟前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
kanong完成签到,获得积分0
1分钟前
庄海棠完成签到 ,获得积分10
1分钟前
黯然完成签到 ,获得积分10
1分钟前
batmanrobin完成签到,获得积分10
1分钟前
宋建鑫完成签到 ,获得积分10
1分钟前
652183758完成签到 ,获得积分10
1分钟前
溯风完成签到 ,获得积分0
1分钟前
CQ完成签到 ,获得积分10
1分钟前
keep完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
Izeltabart tapatansine - AdisInsight 500
Chinesen in Europa – Europäer in China: Journalisten, Spione, Studenten 500
Arthur Ewert: A Life for the Comintern 500
China's Relations With Japan 1945-83: The Role of Liao Chengzhi // Kurt Werner Radtke 500
Two Years in Peking 1965-1966: Book 1: Living and Teaching in Mao's China // Reginald Hunt 500
Epigenetic Drug Discovery 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3815909
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3359386
关于积分的说明 10402429
捐赠科研通 3077212
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1690236
邀请新用户注册赠送积分活动 813667
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 767743