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Ru掺杂Zr基二元氧化物的第一性原理研究
  • ISSN号:1004-0609
  • 期刊名称:《中国有色金属学报》
  • 时间:0
  • 分类:TG174.4[金属学及工艺—金属表面处理;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1] 福州大学 材料科学与工程学院,福州350108, [2]福州大学 材料研究所,福州 350108
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(11104031,50971043,51171046)
中文摘要:

采用基于密度泛函理论的投影缀加平面波方法和广义梯度近似计算了萤石相ZrO 2及掺杂Ru形成的复合氧化物的晶体结构、电子结构、内聚能以及Bader电荷。结果表明:萤石相ZrO 2和RuO 2的点阵参数与文献报道的数值基本相符。萤石相ZrO 2中掺入Ru后,体系的晶胞形状发生微小变形且晶胞体积减小;体系由直接带隙半导体转变为间接带隙半导体,带隙从3.06 eV减小至1.03 eV。对比Ru掺杂前后ZrO 2的内聚能、态密度和Bader电荷变化发现,Ru掺杂后体系的离子性增强,共价性减弱。

英文摘要:

The crystal structures, electronic structures, cohesive energies, and the Bader charges of fluorite ZrO2 and Ru-doped ZrO 2 composite oxide were investigated by using projector augmented wave method and the generalized gradient approximation based on density functional theory. The results show that the calculated equilibrium lattice parameters of cubic ZrO2 and RuO2 are in good agreement with the available literatures. By adding Ru into fluorite ZrO2, the cell shape changes slightly and cell volume is reduced, the system changes from direct-band-gap semiconductor to indirect-band-gap semiconductor, and the forbidden gap width is reduced from 3.6 eV to 1.03 eV. Comparing the changes of cohesive energy, density of states and Bader charges of ZrO 2 before and after doping shows that the ionic character is enhanced and the covalent character is weakened by adding Ru into fluorite ZrO2.

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期刊信息
  • 《中国有色金属学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国有色金属学会
  • 主编:黄伯云
  • 地址:湖南省长沙市中南大学内
  • 邮编:410083
  • 邮箱:f-ysxb@csu.edu.cn
  • 电话:0731-88876765 88877197
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-0609
  • 国内统一刊号:ISSN:43-1238/TG
  • 邮发代号:42-218
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:33974