随着传统能源的稀缺,新能源的开发已成为发展的必然趋势。清洁,无噪音,高效和可压缩的燃料电池技术是解决化石燃料造成的环境污染的最有效的技术之一。固体氧化物燃料电池（SOFC）主要由电解质、阳极和阴极组成,而固体电解质的电导率和厚度对固体氧化物燃料电池的操作温度有很大影响,实际应用要求电解质的导电率至少大于10^-2 S/cm。本论文在LaSrGa₃O₇黄长石结构体系中,通过对阳离子的不等价取代引入间隙氧或氧空位缺陷的方式来筛选氧离子导体,为设计和合成新型氧离子导体提供思路和方法。通过一系列的实验,同时总结了元素的有效离子半径与黄长石晶体结构的晶胞参数之间的关系。本论文的具体研究内容及结果如下:对于LaSrGa₃O₇中的La³⁺离子及Sr²⁺离子,通过比较,我们筛选出有效离子半径与La³⁺离子及Sr²⁺离子相近的阳离子,如Bi³⁺、Y³⁺及Pb²⁺等来对La³⁺离子或Sr²⁺离子进行掺杂;用传统的固态反应方法合成了一系列LaBi_xSr_1-xGa₃O_7+0.5x（0≤x≤0.4）、La_0.5Y_0.5SrGa₃O₇及La_1+xPb_1-xGa₃O_7+0.5x（0≤x≤0.2）材料。对于LaBi_xSr_1-xGa₃O_7+0.5x（0≤x≤0.4）体系,通过Rietveld精修和能量散射分析光谱（EDS）分析验证,Bi³⁺离子进入LaSrGa₃O₇的晶格占据了La/Sr位置,并将间隙氧离子引入到结构中。由密度泛函理论（DFT）计算的这种间隙缺陷的形成能约为2.21 eV,这与从实验数据得到的Bi³⁺在LaSrGa₃O₇中的高固溶度一致。Bi³⁺离子取代Sr²⁺离子可显著增强氧离子的电导率,例如,对于LaBi_xSr_1-xGa₃O_7+0.5x（0≤x≤0.4）中x=0.4的组成在800℃时电导率为1.62?10^-2 Scm^-1,使得这些材料有望在固体氧化物燃料电池和氧分离膜中实际应用。对于La_0.5Y_0.5SrGa₃O₇及La_1+xPb_1-xGa₃O_7+0.5x（0≤x≤0.2）体系材料,研究发现Pb²⁺离子及Y³⁺离子也同样进入LaSrGa₃O₇的晶格并占据La/Sr位置。对于LaSrGa₃O₇中的Ga³⁺离子,通过比较,我们筛选出有效离子半径与Ga³⁺离子相近的阳离子,如Fe³⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Nb⁵⁺、Sn⁴⁺以及Mo⁶⁺等离子来进行掺杂。用传统的固态反应方法合成了一系列LaSrM₃O₇黄长石结构材料。通过XRD数据及Rietveld精修分析验证,其中Fe³⁺离子与Co²⁺离子相对于其他材料更能掺杂进入Ga³⁺离子位置,在Ga位置掺杂Fe或Co的同时,又尝试在La/Sr位置改变La/Sr比,以期望增加材料的氧离子的导电率,本文对这一系列的材料进行了电性能测试与分析。发现在Ga³⁺离子位置掺杂Fe³⁺离子或Co²⁺离子后的离子导电性能并没有理想中的好,同时引入了电子导电。