以第一性原理研究CaCO3的表面能与电子结构

• 作者: 吴东海 唐壁玉 王海晨 童张法 罗涛朋 邵琳 韦柳婷
• 来源期刊: 材料科学与工程学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: CaCO3 表面能 表面驰豫 电子结构 第一性原理
• 年，卷（期）: 2015,（6）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 857-861,809
• 分类号: V254.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.14136/j.cnki.issn 1673-2812.2015.06.017

摘要

采用第一性原理方法和slab模型研究了方解石型CaCO3(10～10)和(0001)晶面的表面能、表面驰豫与电子结构.结果表明(0001)面因较高的表面能而更不稳定,易与其它物质反应且具有较快的生长速度.(10-10)晶面因表面能低而生长缓慢,容易暴露.弛豫后(10-10)表面的Ca、C原子向内收缩而O原子却略微向外扩张,CO32-集团发生转动使结构更稳定.(0001)表面的Ca原子以及第二层的C、O原子均向内收缩并且原子弛豫程度比(10-10)面大.计算的DOS表明:与CaCO3体相约5.0eV的带隙相比,表面结构的带隙略微减少,而(0001)表面减少更多.虽然表面C原子与O原子由于强烈的DOS交叠形成典型的共价键,而Ca-O键则相对较弱,(0001)表面结构的C-O和Ca-O键相对更弱,且表面稳定性主要与O-p电子有关.电荷密度表明(0001)面内的C原子与周围3个O原子之间存在强烈的C-O共价键而组成三角形状的CO32-集团,其键能远大于Ca-O键.(10-10)表面模型的C-O和Ca-O键均比(0001)面强,并且表面的电荷密度也高于(0001)面,因而更稳定.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	童张法	广西大学化学化工学院	462	5329	32.0	44.0
3	唐壁玉	广西大学化学化工学院	10	47	4.0	6.0
4	吴东海	广西大学化学化工学院	3	9	2.0	3.0
7	罗涛朋	广西大学化学化工学院	3	9	2.0	3.0
8	邵琳	广西大学化学化工学院	1	5	1.0	1.0
9	王海晨	广西大学化学化工学院	2	6	1.0	2.0
10	韦柳婷	广西大学化学化工学院	2	6	1.0	2.0