YBaCo4O7氧吸收性能的第一性原理研究.pdf

1、本論文采用基于密度泛函理論(DFT)的第一性原理方法對YBaCo4O7以及部分Co被Al和Fe替換體系的氧吸收性進行了研究。在論文的第一部分,對類鈣鈦礦復合材料YBaCo4O7的氧吸收性質進行了研究,優(yōu)化了晶體的晶格常數(shù),找到了體系氧吸收的穩(wěn)定間隙位。
　　計算結果表明YBaCo4O7體系中由于具有較大的間隙,容易吸收0.5個O成為YBaCo4O7.5。與YBaCo4O7相比,YBaCo4O7.5的晶格變化不是很明顯,基本保持YB

2、aCo4O7的結構,它的晶格常數(shù)最大的變化是在[100]方向,減小了0.14(?),而其它方向的改變均小于0.1(?)。間隙氧有較大的結合能為5.84eV,表明體系非常容易吸收0.5個O原子。對于YBaCo4O7吸收1個氧原子,其結合能為5.35eV,晶格常數(shù)在[010]方向變化最大,減小了0.17(?),其他方向的變化也小于0.1(?)。在本論文的第二部分,我們研究了YBaCo4O7體系中部分Co被Al替代后結構及其氧吸收性。0.5個

3、Al替代Co的穩(wěn)定結構幾乎與YBaCo4O7的結構相同。
　　晶格常數(shù)在[010]方向有0.15(?)的減小,[001]方向有0.18(?)的減少,而在[100]方向僅有0.06(?)的增加。三個晶體基矢夾角變化最大為2.49°。然后進一步計算了1個Al替代Co后YBaCo3AlO7的穩(wěn)定結構。與未替換前相比,YBaCo3AlO7的結構變化也不大,晶格常數(shù)在[010]方向有0.18(?)的減小,三個基矢的夾角變化最大為1.73°。

4、
　　在此基礎上,我們研究了YBaCo3.5Al0.5O7和YBaCo3AlO7的氧吸收性質,發(fā)現(xiàn)YBaCo3AlO7比YBaCo3.5Al0.5O7更容易吸收氧,因前者的結合能較后者的大。在本論文的第三部分我們研究了YBaCo4O7中部分Co被Fe替代體系的結構和其氧吸收性。
　　通過計算它們的替換能,發(fā)現(xiàn)替換量達到在一個YBaCo4O7單元中的1個Co被Fe替代時,替換能小于零,替換體系不穩(wěn)定。研究YBaCo3.5Fe0