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锐钛矿型TiO2(101)面本征点缺陷的理论研究

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马新国, 江建军, 梁培. 2008: 锐钛矿型TiO2(101)面本征点缺陷的理论研究, 物理学报, 57(5): 3120-3125. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2008.05.079
引用本文: 马新国, 江建军, 梁培. 2008: 锐钛矿型TiO2(101)面本征点缺陷的理论研究, 物理学报, 57(5): 3120-3125. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2008.05.079
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Ma Xin-Guo, Jiang Jian-Jun, Liang Pei. 2008: Theoretical study of native point defects on anatase TiO2 (101) surface, Acta Physica Sinica, 57(5): 3120-3125. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2008.05.079
Citation: Ma Xin-Guo, Jiang Jian-Jun, Liang Pei. 2008: Theoretical study of native point defects on anatase TiO2 (101) surface, Acta Physica Sinica, 57(5): 3120-3125. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2008.05.079
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锐钛矿型TiO2(101)面本征点缺陷的理论研究

  • 华中科技大学电子科学与技术系,武汉,430074

Theoretical study of native point defects on anatase TiO2 (101) surface

  • 摘要: 采用平面波超软赝势方法计算了锐钛矿型TiO2(101)面存在本征空位和间隙点缺陷的几何结构以及缺陷形成能.首先分析了点缺陷对表面结构的影响,发现不同类型缺陷导致缺陷周围原子有不同的位移趋势:O空位的产生导致空位周围的Ti原子向空位外移动,Ti1.和Ti2空位的产生均使OI自发地与周围的O原子团聚,OI原子易被周围的氧原子吸附而成键,而Ti2缺陷几乎对晶格结构没有产生影响.对TiO2(101)面上可能出现的几种点缺陷的形成能进行了计算,结果表明:在还原性气氛下,虽然Tii2和VOI缺陷均容易出现,但Tii2缺陷的形成能比VOI缺陷更低;而在氧化性气氛下,表面的OI和VTil缺陷较容易出现.最后,为了比较各种缺陷结构的稳定性,还计算了几种典型表面缺陷的形成焓.
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出版历程
  • 刊出日期:  2008-05-30

锐钛矿型TiO2(101)面本征点缺陷的理论研究

  • 华中科技大学电子科学与技术系,武汉,430074

摘要: 采用平面波超软赝势方法计算了锐钛矿型TiO2(101)面存在本征空位和间隙点缺陷的几何结构以及缺陷形成能.首先分析了点缺陷对表面结构的影响,发现不同类型缺陷导致缺陷周围原子有不同的位移趋势:O空位的产生导致空位周围的Ti原子向空位外移动,Ti1.和Ti2空位的产生均使OI自发地与周围的O原子团聚,OI原子易被周围的氧原子吸附而成键,而Ti2缺陷几乎对晶格结构没有产生影响.对TiO2(101)面上可能出现的几种点缺陷的形成能进行了计算,结果表明:在还原性气氛下,虽然Tii2和VOI缺陷均容易出现,但Tii2缺陷的形成能比VOI缺陷更低;而在氧化性气氛下,表面的OI和VTil缺陷较容易出现.最后,为了比较各种缺陷结构的稳定性,还计算了几种典型表面缺陷的形成焓.

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