Bài viết nghiên cứu sự khuếch tán vacancy trong ZrO2 bền hóa bởi pha tạp Y2O3 bằng phương pháp thống kê momen. Năng lượng liên kết, năng lượng di chuyển, năng lượng kích hoạt, hệ số khuếch tán là một hàm của nồng độ pha tạp. Các kết quả tính toán phù hợp tốt với các kết quả lí thuyết khác và thực nghiệm. | HNUE JOURNAL OF SCIENCE Natural Sciences 2018, Volume 63, Issue 3, pp. 56-64 This paper is available online at DOI: NGHIÊN CỨU SỰ KHUẾCH TÁN VACANCY TRONG ZrO2 BỀN HÓA BỞI Y2O3 BẰNG PHƢƠNG PHÁP THỐNG KÊ MOMEN Vũ Văn Hùng1 và Lê Thu Lam2 Khoa Công nghệ Giáo dục, Trường Đại học Giáo dục, Trường Đại học Quốc gia Hà Nội 2 Khoa Toán - Lí - Tin, Trường Đại học Tây Bắc, Sơn La 1 Tóm tắt. Bài báo nghiên cứu sự khuếch tán vacancy trong ZrO2 bền hóa bởi pha tạp Y2O3 bằng phương pháp thống kê momen. Năng lượng liên kết, năng lượng di chuyển, năng lượng kích hoạt, hệ số khuếch tán là một hàm của nồng độ pha tạp. Các kết quả tính toán phù hợp tốt với các kết quả lí thuyết khác và thực nghiệm. Từ khóa: Khuếch tán vacancy, hệ YSZ, thống kê momen. 1. Mở đầu ZrO2 được làm bền bởi Y2O3 (hệ YSZ) có rất nhiều vacancy sinh ra bởi pha tạp. Bởi vậy, YSZ có độ dẫn ion cao hơn rất nhiều so với ZrO2 và có nhiều ứng dụng rộng rãi trong kĩ thuật, nổi bật nhất là sử dụng làm chất điện phân rắn trong các sensor oxy và các pin oxit rắn [1-5]. Vì thế, nghiên cứu độ dẫn ion của hệ YSZ có vai trò rất quan trọng. Nhưng trước tiên, cần phải nghiên cứu chi tiết sự khuếch tán vacancy trong mạng tinh thể YSZ. Có rất nhiều tác giả đã nghiên cứu cơ chế khuếch tán vacancy trong hệ YSZ. Sử dụng lí thuyết hàm mật độ, Eichler et al. [6] thấy rằng sự di chuyển vacancy phụ thuộc vào hàng rào khuếch tán khoảng 200 meV từ nút tới nút và năng lượng tương tác giữa các tạp chất và các vacancy. Trong đó, năng lượng tương tác này phụ thuộc mạnh vào sự sắp xếp và số lượng các ion Y3+. A. Kushima et al. đã nghiên cứu ảnh hưởng của biến dạng mạng đối với sự khuếch tán vacancy trong hệ YSZ sử dụng lí thuyết hàm mật độ và phương pháp “nudged elastic band” [7]. Họ thấy rằng năng lượng di chuyển là một hàm của biến dạng mạng. Sự tăng lên của thể tích di chuyển và các liên kết oxy - cation bị yếu đi đã làm giảm năng lượng di chuyển và ngược lại. Trong một nghiên cứu .
