Here, we investigate the doping effects on the lithium ion transport behavior in garnet Li7La3Zr2O12 (LLZO) from the combined experimental and theoretical approach. The concentration of Li ion vacancy generated by the inclusion of aliovalent dopants such as Al3+ plays a key role in stabilizing the cubic LLZO. However, it is found that the site preference of Al in 24d position hinders the three dimensionally connected Li ion movement when heavily doped according to the structural refinement and the DFT calculations. In this report, we demonstrate that the multi-doping using additional Ta dopants into the Al-doped LLZO shifts the most energetically favorable sites of Al in the crystal structure from 24d to 96 h Li site, thereby providing more open space for Li ion transport. As a result of these synergistic effects, the multi-doped LLZO shows about three times higher ionic conductivity of 6.14 × 10-4 S cm-1 than that of the singly-doped LLZO with a much less efforts in stabilizing cubic phases in the synthetic condition.
KSP 제안 키워드
Al-doped, Dft calculations, Doping effects, Heavily doped, Ion movement, Ion transport, Ion vacancy, Key role, Li-ion, Lithium ion conduction, Multi-doping
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<출처표시방법 안내> 작성자, 저작물명, 출처, 권호, 출판년도, 이용조건 [예시1] 김진미 외, "매니코어 기반 고성능 컴퓨팅을 지원하는 경량커널 동향", 전자통신동향분석, 32권 4호, 2017, 공공누리 제4유형 [예시2] 심진보 외, "제4차 산업 혁명과 ICT - 제4차 산업 혁명 선도를 위한 IDX 추진 전략", ETRI Insight, 2017, 공공누리 제 4유형
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