钙钛矿型氧氢化物是一种很有前途的氢化物离子导电材料，有望用于多种类型的技术应用。然而，其电导率通常太低而无法实际使用，从根本上讲，氢化物-离子扩散的机理仍然不清楚。有鉴于此，查尔姆斯工业大学Maths Karlsson等人利用中子散射技术研究了层状钙钛矿型氧氢化物SrVO₂H中氢化物离子的扩散动力学。

本文要点：

1）通过监测样品从100 K到430 K时弹性散射中子的强度，确定了扩散氢化物-离子动力学的起始温度约为250 K。在此温度以上，氢化物离子在SrVO₂H的氢化物-离子亚晶格内呈现二维扩散，并通过一系列的氢化物-离子跃迁到邻近的氢化物-离子空位，由于相关效应，反向跃迁的速率增强。

2）对中子散射数据的温度依赖性分析表明，氢化物离子的局部跃迁具有平均停留时间为10 ps量级，活化能为0.1 eV的特征。氢化物离子的长程扩散发生在1 ns的时间尺度上，活化能为0.2 eV。在300-430 K的温度范围内，氢化物-离子的扩散系数为1×10^-6 cm² s^-1，与其他氧氢化物类似，但高于质子导体钙钛矿类似物。因此，调节SrVO₂H中的氢化物离子空位浓度是改善这种已经具有高度氢化物离子导电性材料离子电导率的一个有效途径。

Rasmus Lavén et al. Diffusional Dynamics of Hydride Ions in the Layered Oxyhydride SrVO₂H. Chem. Mater. 2021.

DOI: 10.1021/acs.chemmater.1c00505.

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.1c00505