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目前,能够将氢以固态形式存储的储氢材料备受科学家们的关注。固态形式氢的出现,不仅可以保持很高的能量密度,而且存储非常方便,被誉为友好型高密度能量材料,相比于气态氢和液态氢,将氢以固态形式存储的储氢材料更具有发展前景。储氢材料的体系多种多样,其中在碱土金属氢化物体系AvH2(Av=Mg、Ca、Sr和Ba)中发现了纯H-传导,这一发现将有助于理解不同储氢材料中氢离子的迁移和输运。本文以Sr H2为研究对象,通过压力调控的方法研究该材料从常压至高压下的混合载流子导电行为。本文基于金刚石对顶砧装置(Diamond anvil cell,DAC)加压技术,通过高压原位交流阻抗测量技术和高压原位(X-ray diffraction)XRD测量技术并结合第一性原理计算,对高压下材料Sr H2的导电行为及介电性质与晶体结构、晶粒、晶界和带隙的关系进行了研究。具体研究内容如下:(1)通过高压原位同步辐射XRD光谱测量实验,研究了Sr H2在压力作用下的结构演化性质。研究发现:随着压力的不断增加,Sr H2所有衍射峰均从低角度向高角度移动。在8.6GPa处,Sr H2发生了结构相变,其结构由常压Cotunnite(Pnma空间群)结构转变为高压Ni2In(P63/mmc空间群)结构。该实验结果与Jesse S.Smith等人理论计算相一致。(2)利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法对Sr H2的能带结构、电子态密度、电子局域函数和Bader电荷分析进行了计算。计算结果表明:当压力达到8.4GPa时,材料Sr H2的带隙也发生不连续变化。利用电子局域函数图(Electron localization function,ELF)对Sr H2的Cotunnite(Pnma空间群)相和Ni2In(P63/mmc空间群)相中离子(H-)/电子分布状态进行了表征,结果发现压力并没有改变离子(H-)周围电子的分布状态,通过Bader电荷分析发现Sr和H之间表现出离子键特性。(3)对Sr H2展开了高压原位交流阻抗谱测量,分析了压力对材料Sr H2中电子/离子(H-)混合载流子输运性质的影响。研究发现材料Sr H2的导电类型为电子/离子(H-)混合导电。本论文中实验测量压力的范围为0-25.3GPa,发现在0-8.4GPa压力区间内,总电阻随压力的增大而变小;在8.4-25.3GPa压力区间内,总电阻随压力的增大而增大;在压力为8.4GPa处,材料的总电阻、晶粒电阻和晶界电阻均发生了不连续变化,这是由材料Sr H2发生结构相变导致的。在0-8.4GPa压力区间内,晶界电阻大于晶粒电阻,晶界电阻对总电阻起主要作用;在8.4-25.3GPa压力区间内,晶粒电阻大于晶界电阻,晶粒电阻对总电阻起主要作用。(4)通过对阻抗谱数据的进一步拟合分析,我们得到了晶粒和晶界中电子电阻和离子电阻与压力的依赖关系。在晶粒中,离子(H-)在Sr原子构成的框架(离子通道)中传输。压力的增大导致离子(H-)传输通道逐渐变窄,从而使离子(H-)在晶粒中传输变得更加困难,离子电阻逐渐增大;在晶粒中,电子的传输行为主要受其带隙宽度大小和杂质缺陷能级深浅两方面的影响。结合理论分析发现在材料Sr H2的晶粒中,当压力低于3.9GPa,压致杂质缺陷能级变深是电子电阻随压力增大而增大的主要原因;在压力区间3.9-8.4GPa内,压致带隙宽度变窄是电子电阻随压力增大而减小的主要原因。8.4GPa相变后,压致带隙的展宽导致电子在晶粒中传输变得更加困难,电子电阻逐渐增大。在晶界中,离子传输主要受离子(H-)扩散路径长度影响。晶界中离子(H-)扩散路径长度随着压力的增加逐渐变短,导致离子(H-)在晶界中传输更加容易,离子(H-)电阻逐渐减小。晶界中的电子传输主要受表面悬键和界面缺陷的影响。表面悬键的增强有利于电子传输,晶界缺陷的增多不利于电子的传输。8.4GPa相变前,压力的增加使悬键作用增强,电子散射减弱,导致电子在晶界中传输更加容易,电子电阻逐渐减小。8.4GPa相变后,压力的不断增加导致晶界处的悬键作用减弱,与此同时在晶界处出现大量的缺陷,导致电子被捕获并且局域化,从而使电子传输变得越来越困难,电子电阻逐渐增大。晶粒和晶界中电子电阻和离子电阻在8.4GPa处明显减小,并且在P63/mmc相中电子电阻和离子电阻明显小于在Pnma相中电子电阻和离子电阻,这说明在P63/mmc新相中电子和离子传输均变得相对容易。(5)通过对Sr H2的M″和Z″与f的关系分析发现,Sr H2中存在局域传导现象。通过对复介电性质的研究发现,电子弛豫极化是ε″随频率的增加而线性减小的主要原因;离子的偶极弛豫极化是ε″随频率的增加而增加的主要原因。压力不仅改变了材料Sr H2的结构,同时也使晶界处的空间电荷极化增强,此结论也可以由tanδ-f曲线反映出来。通过对介电损耗tanδ的分析发现,压力使材料Sr H2在新相中的介电性能有所提高。