Tsirkooniumoksiidil, tuntud ka kui tsirkooniumdioksiidil (ZrO2), on ainulaadsed elektrilised omadused, mis sõltuvad selle kristallstruktuurist ja lisanditest. Puhtal kujul peetakse tsirkooniumoksiidi üldiselt isolaatoriks, mis tähendab, et see ei juhi hästi elektrit. Seda seetõttu, et puhta tsirkooniumoksiidi kristallstruktuur on kõrgel temperatuuril stabiilne kuubiku kujul ning materjalil puuduvad elektrijuhtivuse jaoks vajalikud vabad elektronid või liikuvad laengukandjad.
Hapniku ioonide juhtivus
Kuid tsirkooniumoksiid võib läbida faasimuutuse madalamatel temperatuuridel, tavaliselt umbes 1170 kraadi Celsiuse järgi, mille tulemuseks on tetragonaalne kristallstruktuur. See transformatsioon kutsub võres esile hapnikuvabu kohti, luues hapnikuioonide vabu kohti, mis võivad toimida laengukandjatena. See hapnikuiooni juhtivus on märkimisväärne ja muudab osaliselt stabiliseeritud tsirkooniumoksiidi (PSZ) hästi tuntud hapnikuioonide juhiks. PSZ-i kasutatakse tavaliselt elektrolüütmaterjalina tahkeoksiidkütuseelementides (SOFC) ja hapnikuandurites.
Elektrooniline juhtivus
Peale hapnikuioonide juhtivuse võib tsirkooniumoksiidil olla ka elektrooniline juhtivus, kui selle struktuuri sisestatakse teatud lisandid. Ütriumiga stabiliseeritud tsirkooniumoksiid (YSZ), kus tsirkooniumoksiidile lisatakse ütriumoksiidi (Y2O3), on tähelepanuväärne näide. YSZ-i kasutatakse laialdaselt elektrolüüdina kõrgtemperatuurilistes kütuseelementides, näiteks tahkeoksiidkütuseelementides. Ütriumi lisamine stabiliseerib kuupfaasi toatemperatuuril, võimaldades kõrget ioon- ja elektroonilist juhtivust.
Kokkuvõtteks võib öelda, et tsirkooniumoksiidi elektrilisi omadusi saab muuta lisandite lisamisega või selle allutamise teatud tingimustele, mille tulemuseks on erinev elektrijuhtivus. Võime juhtida selle juhtivust muudab tsirkooniumoksiidi mitmekülgseks materjaliks, mida saab kasutada erinevates elektroonilistes ja elektrokeemilistes seadmetes.
