第一原理研究LuPO4中氧空位的性质

论文摘要

磷酸结构的晶体在掺杂二价阳离子后容易形成产生焦磷酸结构（P2O7）4–,这种含有焦磷酸结构的氧化物材料十分适合做质子导体、燃料电池、气体传感器以及陶瓷膜等。本文利用第一性原理研究了LuPO4晶体中氧空位的结构性质,结果显示当氧空位带二价正电时,会引发氧空位周围原子奇特的畸变,形成焦磷酸结构。为了解释这种结构畸变的机理,本文利用过渡态搜索计算了结构变化过程中势能面的变化情况,正一价氧空位形成焦磷酸结构需要越过2.4eV的势垒,而正二价氧空位形成焦磷酸结构则不需要越过任何势垒,因此很容易形成焦磷酸结构。最后给出氧空位不同带电态的晶格结构、电子态密度以及电荷密度分布等基本物理性质,氧空位处于正二价态结构下,氧空位附近的P原子与O原子成键,又由于O原子有较强的电负性,P的s轨道电子向O的p轨道转移。P的s、p轨道在禁带中出现了与总态密度对应的缺陷能级,结果表明带正二价氧空位的晶体性质发生了明显变化。

论文目录

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 李金,刘廷禹,姚舒安,付明雪,鲁晓晓

关键词: 第一性原理,氧空位,过渡态搜索

来源: 无机材料学报 2019年08期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 化学,无机化工

单位: 上海理工大学理学院

基金: 国家自然科学基金(61675132)~~

分类号: O77;TQ126.35

页码: 879-884

总页数: 6

文件大小: 476K

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标签：第一性原理论文;  氧空位论文;  过渡态搜索论文;