【正文】 o1yFeyO3δ Ba1xSrxCoO3δ YBa2Cu3O7δ La2NiO4+δ YSZAg O2 e PO2(h) PO2(l) 雙極擴(kuò)散 Department of Materials Science and Engineering University of Science and Technology of China 雙極擴(kuò)散材料透氧的測量裝置示意圖 Department of Materials Science and Engineering University of Science and Technology of China 擴(kuò)散方程 )1(1 / 2 J1 / 2 JJ 22 OOO ???質(zhì)量守恒 電荷守恒 離子擴(kuò)散方程 (3)和 (4)代人 (2)得 )2(0F)(J2 F )(J eO 2 ?????)4(μFσJ)3(μ4FσJe~2eeO~2OO222?????? ???)5(μσ2 σμe~OeO~22 ???????Department of Materials Science and Engineering University of Science and Technology of China ( 6 )O ( s )( g )1 / 2 O 2 ?表面反應(yīng)： 按局域穩(wěn)態(tài)處理 （ 7）平衡時： 兩表面反應(yīng)相減 (5)代人 (10) (11)代人 (4) ( 7 )O2eO ( s ) 2 ???( 9 )μμ2μ( 8 )μ1 / 2 μ22~~OOO????Oe(10)μμ2μ 2~~O ?????? Oe(11)2μσσ σμ OOeO~22 ????? ??e(12),μσσσσ4F11/ 2JJOOeOe2eO22 ????????Department of Materials Science and Engineering University of Science and Technology of China 13)(Cμσσσσ4F1DOOOeOe2a m b~22??????(1)(8)代人 (12) 當(dāng)膜厚度為 L ？？？ 表面擴(kuò)散起作用時 : L’=L+2Lc, 這里當(dāng) L遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 Lc時，體相擴(kuò)散控制，反之表面擴(kuò)散控制，當(dāng)兩者相當(dāng)時，兩種都起作用。 C for h, Department of Materials Science and Engineering University of Science and Technology of China the enlargement of the selected area Department of Materials Science and Engineering University of Science and Technology of China EPMA line scanning of the Cu2Se/In2Se3 diffusion couple The growth of CIS phase followed diffusional growth kiics (k=x2/t) and the estimated kiic parameter, k was 108 cm2/s. J. Appl. Phys., Vol. 87, No. 8, 15 April 2022 Department of Materials Science and Engineering University of Science and Technology of China 離子電解質(zhì)擴(kuò)散 ? 離子晶體的缺陷結(jié)構(gòu)（四種類型及補(bǔ)償方式） ? 離子運(yùn)動的溫度依賴性 本征擴(kuò)散和非本征擴(kuò)散 ? 離子擴(kuò)散的微觀機(jī)制 a) 機(jī)制 :空位、間隙及亞晶格間隙機(jī)制 b) 化合物，對應(yīng)的兩套格點(diǎn)，兩種離子擴(kuò)散 c) 離子擴(kuò)散可以用兩種表示方法： 電流 電學(xué)方法處理 物質(zhì) 物質(zhì)輸運(yùn)處理 Department of Materials Science and Engineering University of Science and Technology of China eZJIeEZFEσIiiiiiii???電學(xué)公式 動力學(xué)公式： xμFFBVVCJiiiiiiii??????kTBDxCkTBxCC)( k T l n CBCxCCμBCxμBCVCJiσiiiiiiiiiiiiiiiiii??????????????????????動力學(xué)公式 Department of Materials Science and Engineering University of Science and Technology of China 2iiii2iiiσi2iiAi39。 ? 一般： D表面 D晶界 D體 見下頁圖。 ①、金屬離子空位 ?????M39。Department of Materials Science and Engineering Applying Materials Innovation to Energy and Environmental Problems... 擴(kuò)散熱力學(xué) 目的：用化學(xué)勢替代濃度作為廣義的擴(kuò)散驅(qū)動力，推導(dǎo)擴(kuò)散方程的廣義形式 Department of Materials Science and Engineering University of Science and Technology of China ’s定律的普遍形式 xC)l n Nln γk T ( 1BxC)Cl n CCln γR T (NBCx)CR T l n γ( μN(yùn)BCxμN(yùn)BCVCJiiiiiiiiiAiiiiAiiiAiiiiii???????????????????????????單個原子在一維方向驅(qū)動力 受力作用，原子發(fā)生移動，其速度與力成正比 Bi比例系數(shù)為單位力作用下的速度，稱為遷移率 擴(kuò)散通量： xμN(yùn)1F iAi ????iii FBV ?Department of Materials Science and Engineering University of Science and Technology of China )l n Nln γ) k T ( 1BNB(NDNDND)l n Nln γk T ( 1BD),l n Nln γk T ( 1BDd l n Nd l n γd l n Nd l n γAAABBAABBABBBBAAAAAABB????????????????分?jǐn)U散系數(shù)為： 熱力學(xué)因子 對于雙組分體系 吉 — 杜公式 得到： )l nNln γkT (1BDiiii ????iilnNln γ1f????BABA dNdN1NN ?????0d μN(yùn)d μN(yùn) BBAA ??Department of Materials Science and Engineering University of Science and Technology of China 討 論 （ 1）理想固溶體： γi=1 無限稀釋固溶體， γi=a為常數(shù) f=1， Di176。39。 Why？ ? 應(yīng)用 :體樣品（單晶、大的晶粒） 多晶、薄膜。ii2iiii2iiiiii2iiii2iiii2iiiiiiiiiie)(ZCσB,e)(ZCkTσDxμF)(Zσ/NJJxCe)(ZCkTσxμe)(ZσxμBCJe)(ZσBCe)(ZBCσEe)(ZBCeZVCeZJEσI??????????????????????????2. 電學(xué)公式 mol為單位 Department of Materials Science and Engineering University of Science and Technology of China 離子遷移率和遷移數(shù) ? 離子遷移率： μ=Vi/E 單位電場作用下離子的遷移速度 ? 遷移率 :B