混合导体

混合导体是指离子导电和电子导电同时存在的一类导体。又叫混合离子-电子导体，是介于离子导体和电子导体之间的一类固体材料，它同时兼有离子导电性和电子导电性。有实用价值的混合导体的离子电导率和电子电导率都相当高。

简介混合导体是指离子导电和电子导电同时存在的一类导体。又叫混合离子-电子导体，是介于离子导体和电子导体之间的一类固体材料，它同时兼有离子导电性和电子导电性。有实用价值的混合导体的离子电导率和电子电导率都相当高1。

特点这类导体有较高的电子电导率，而且能发生拓扑化学反应，即当外来金属离子进入其晶格内所形成的产物(称为插入化合物)仍保留原来的结构特征。这种反应是可逆的，且组成可在一定范围内变动。所以，混合导体是理想的阴极材料，在二次电池中具有重要意义2。

一些导体重要的材料如下：MX2型过渡金属，硫属化合物具有层状结构。以二硫化太为例，其结构单位是两层六立密堆积的硫原子中夹钛的夹心饼，这样的结构单位再以不同的方式和不同的层数堆积成各种不同的单位晶胞。在这类化合物中的XMX层内是以较强的共价键联系，层与层间则以弱的范德瓦尔斯键联系，因而外来离子可插入层间。如锂插入到二硫化钛形成一种硫锂化物。α-Ag2X(X=S,Se,Te)，Cu2S,WO3和TiS2等都属于这一类。离子电导和电子电导的起因各不相同，前者与晶体结构有关，后者主要由电子能隙所决定。离子导体中的电子电导率与材料所处的环境如温度和氧分压等密切相关，例如ZrO2(CaO)在1000℃时只有当氧分压在10-5～10-18大气压之间时才是纯的氧离子导体,当氧分压大于105大气压和小于10-18大气压时分别具有P型和N型导电性，对一维和二维混合导体（见低维导体）研究得较多。很多过渡金属氧化物如WO3的晶体点阵中有许多彼此平行的一维隧道，一价阳离子可以占据这些隧道并在其中扩散。例如在外电场作用下H+和Li+都可以嵌入WO3的隧道中形成HxWO3和LixWO3，它们都是深蓝色。电场反向时，离子又被取出变成为无色的WO3。利用这种特性已制成电色显示器。TiO2具有二维层状结构，层与层之间没有强的化学键，因此碱金属离子很容易出入层间，它是固体电池理想的阴极材料。由于对混合导体的研究不够深入，因而对它的了解还很肤浅3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学