Fördernehmer:
Montanuniveristät Leoben, Department für Materialphysik
Projektleiter:    
Prof. Dr. C. Ambrosch-Draxl, Tel.: 03842/402 4400
Projektende:
2009

Im vorliegenden Projekt sollen wichtige Größen zum Verständnis des Masse- und Ladungstransportes sowie der Defektchemie komplexer Oxide, vornehmlich mit Perowskitstruktur, gewonnen werden. Dazu werden Simulationen auf unterschiedlichen Längenskalen miteinander verknüpft. Der Einfluss hoher Defektkonzentrationen und der Mikrostruktur auf die Masse- und Ladungstransporteigenschaften, bevorzugte Sauerstoffdiffusionspfade, sowie die Besetzung bzw. Vakanz definierter Sauerstoffgitterplätze sind Fragestellungen, welche dieses Vorhaben motivieren. Besonders die Sauerstoffleerstellenkonzentration ist die Grundlage für wichtige Materialeigenschaften – hohe elektronische Leitfähigkeit, rasche Sauerstoffdiffusion und signifikante ionische Leitfähigkeit – welche Anwendungsmöglichkeiten wie Kathodenmaterialien in Hochtemperatur-Brennstoffzellen, sauerstoffpermeablen Membranen, Sauerstoffsensoren bzw. elektrokeramischen Bauelementen erschließen.
Die Verwendung von atomistischen Methoden erlaubt grundsätzlich eine genaue parameterfreie Beschreibung von Materialien auf der Längenskala von wenigen Nanometern. Um Defektstrukturen zu untersuchen, muss man auf Simulationen zurückgreifen, welche die nächst größere Längenskala mit einschließt. Dabei fließen die parameterfrei gewonnenen Daten als Eingangsparameter ein. Ziele des Projektes sind die Evaluierung der erforderlichen Simulationsparameter, die Entwicklung eines Softwareprogrammes, mit dessen Hilfe die Sauerstoffdiffusion in Abhängigkeit der Defektkonzentration simuliert werden kann, die ab-initio-Berechnung der Simulationsparameter, sowie erste Simulationen zu den oben beschriebenen Problemstellungen.