Bizmutov trioksid (Bi₂O₃) obstaja v štirih kristalnih oblikah: , , , in δ. Oblika je najbolj stabilna pri sobni temperaturi, saj ima rumen monoklinski kristalni sistem. Ko se temperatura dvigne na 729 stopinj, se spremeni v obliko δ, ki ima strukturo kubičnega fluorita in kaže odlično prevodnost kisikovih ionov.
Z vidika kristalne strukture polikristalna narava bizmutovega trioksida določa njegove fizikalne in elektrokemične lastnosti pri različnih temperaturnih pogojih:
-Bi₂O₃ (nizko-temperaturno stabilna faza)
Tip strukture: monoklinski sistem, najbolj stabilna oblika pri sobni temperaturi.
Fizikalne lastnosti: videti je kot bledo rumen do rjavkasto-rumen prah ali kristali z relativno gostoto približno 8,9 in tališčem približno 825 stopinj.
Električna prevodnost: Kisikovi ioni imajo nizko električno prevodnost, vendar se pogosto uporablja kot osnovni dodatek v elektronski keramiki.
-Bi₂O₃ (visoko-temperaturna metastabilna faza)
Tip strukture: Tetragonalni kristalni sistem, običajno se oblikuje okoli 650 stopinj.
Videz: svetlo rumeni do oranžni kristali, relativna gostota 8,55, tališče približno 860 stopinj.
Stabilnost: po ohlajanju ostane metastabilen, vendar se pri dolgotrajnem -shranjevanju zlahka spremeni v fazo.
-Bi₂O₃ (visoko-temperaturna metastabilna faza)
Strukturni tip: kubična mreža-osredotočena na telo, oblikovana pri približno 639 stopinjah.
Pogoji pojavljanja: Nastane med procesom ohlajanja δ faze; razmeroma redki in malo raziskani.
δ-Bi₂O₃ (visoko-temperaturno stabilna faza)
Strukturni tip: Struktura kubičnega minerala fluorita s središčem-, stabilna nad 729 stopinjami, tali se pri 824 stopinjah.
Značilnosti jedra: Približno 1/4 mest kisikovih ionov v kristalni mreži je praznih, kar ima za posledico izjemno visoko prevodnost kisikovih ionov (do 1 S/cm), zaradi česar je raziskovalna vroča točka v trdnih-elektrolitskih materialih.
Uporaba: Primerno za energetske naprave, kot so gorivne celice s trdnim oksidom (SOFC) in senzorji za kisik.
