固态离子传导是电化学能量存储和转换的关键推动力。材料加工、缺陷化学、传输动力学和实际性能之间的机制联系非常重要，但仍然不完整。近日，美国SLAC国家实验室Aaron M. Lindenberg，Andrey D. Poletayev等受流体和生物物理系统研究的启发，重新研究了标志性二维快离子导体 β- 和 β"- 氧化铝中的异常扩散。
本文要点：
1）使用大规模模拟，作者再现了交流离子电导率数据的频率依赖性。作者展示了通过处理调制的电荷补偿缺陷的分布如何驱动静态和动态无序并导致宏观时间尺度上持续的亚扩散离子传输。
2）作者对移动离子之间的排斥、移动离子和电荷补偿缺陷之间的吸引力以及几何拥挤对离子电导率的影响进行反卷积。
3）最后，作者对传输中记忆效应的表征以最小的假设将原子缺陷化学与宏观性能联系起来，并使快速离子导体的机制驱动“原子到器件”优化成为可能。
该研究为进一步研究集体和非平衡传输现象的机制描述提供了信息。
Andrey D. Poletayev, et al. Defect-driven anomalous transport in fast-ion conducting solid electrolytes. Nat. Mater., 2022
DOI: 10.1038/s41563-022-01316-z
