掺杂原子对α-Cr₂O₃结构稳定性和电子特性的第一性原理研究

• 作者: 庄晟逸 张竹霞 王剑 韩培德 黄慧
• 来源期刊: 应用物理
• 学科: 化学
• 关键词: 三氧化二铬 密度泛函理论 结合能 电子特性 掺杂
• 年，卷（期）: 2016,（5）
• 页码范围: 91-99
• 页数: 9页
• 分类号: O64

摘要

本文采用第一性原理研究了掺杂原子对α-Cr2O3结构稳定性和电子特性的影响。研究结果表明Fe、Mo、Nb、Ni、Mn、Al、Si掺杂于α-Cr2O3复合体系的结合能均为负值,这些元素构成的α-Cr2O3复合氧化物均具有稳定的结构,尤其Nb的作用最为明显。吉布斯自由能来看,掺杂原子后α-Cr2O3复合体系结构稳定性在200~1000 K温度范围内,随着温度的升高结构稳定性逐步增强,尤以Ni和Si最为明显。由布居数和态密度分析了复合体系α-Cr1.5M0.5O3的电化学活性,计算结果来看Mo和Al能使α-Cr2O3构成的复合氧化物的带隙宽度稍微增加,而Si和Mn则使α-Cr2O3的带隙宽度变窄,即Mo和Al能提高α-Cr1.5Mo0.5O3和α-Cr1.5Mo0.5O3复合氧化物的电子化学稳定性。