新型能源材料的第一性原理計算研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、我們用第一性原理全勢線性綴加平面波方法(FPLAPW)研究新型能源材料InMO4(M=Ta,Nb)及氧摻雜材料InMO4-x(M=Ta,Nb)的電子能帶結構及性質。得到結論如下: 第一,對InMO4進行體積優(yōu)化,保持體積不變進行原子內坐標優(yōu)化。然后我們計算了InMO4的電子能帶結構與光學特性。InMO4的電子能帶結構計算結果表明:(1)這兩種材料均為間接帶隙材料,帶隙分別為3.6eV和3.2eV。(2)隨著過渡金屬原子(Ta,N

2、b)的殼層電子態(tài)從5d減小為4d軌道,電子能帶的帶隙減小,這是由于電子的局域性加強。InMO4的光學常數計算結果顯示:(1)這兩種材料的靜態(tài)介電常數均比較小,其值在4附近,均為低介電材料,有利于載流子的傳輸,從而有有利于水的分解。(2)與可見光范圍內的吸收系數比較表明,InMO4幾乎不響應可見光。 第二,對含有氧空缺的InMO4-x(M=Ta,Nb)(x=0.125)材料進行了體積和內坐標的優(yōu)化。晶格優(yōu)化得到的能量隨體積的變化曲

3、線表明:(1)含有氧空缺(x=0.125)的超晶胞體積有明顯的減小(0.91%和0.92%),這是由于氧空位的存在導致八面體結構缺失,從而導致超晶胞體積減小。(2)InMO4.875的過渡金屬原子內坐標優(yōu)化結果顯示:氧空缺周圍的原子重新排布,尤其氧空缺周圍的過渡金屬原子,位置明顯變化。 第三,對氧摻雜材料InMO3.875(M=Ta,Nb)第一性原理電子能帶計算表明:(1)在氧空缺摻雜情況下,這兩種摻雜材料的電子能帶結構發(fā)生很大

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