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采用密度泛函理论从头计算了金红石型TiO2(110)表面的相关性质,切片模型含有9层原子,采用化学整比表面结构,晶胞真空层厚度为1.5nm,原子价电子采用超软赝势表达.差分电子密度分布图发现原子附近区域电子密度分布以球对称为主,电子定域形成离子键的趋势较强,但在Ti和O原子之间存在较弱的共价键.模拟了金红石型TiO2(110)表面结构的扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscope,简称STM)图像,利用Tersoff-Hamann的成像理论,在+2V的正向偏压下,采用一系列变化的数值作为STM探针离表面桥式氧的距离,分析了相关态密度的变化,发现(110)表面的STM形貌凸起部分来自于5—Ti原子,而不是2—O原子(桥式氧),在TiO2(110)表面结构成像中,电子效应起主导作用,证实了STM实验观察到的亮行是Ti原子的结果.
关键词:
功能材料
密态泛函理论
表面结构
STM像 相似文献
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采用密度泛函理论从头计算了金红石型TiO2(110)表面的相关性质,切片模型含有9层原子,采用化学整比表面结构,晶胞真空层厚度为1.5nm,原子价电子采用超软赝势表达.差分电子密度分布图发现原子附近区域电子密度分布以球对称为主,电子定域形成离子键的趋势较强,但在Ti和O原子之间存在较弱的共价键.模拟了金红石型TiO2(110)表面结构的扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscope,简称STM)图像,利用Tersoff-Hamann的成像理论,在 2 V的正向偏压下,采用一系列变化的数值作为STM探针离表面桥式氧的距离,分析了相关态密度的变化,发现(110)表面的STM形貌凸起部分来自于5-Ti原子,而不是2-O原子(桥式氧),在TiO2(110)表面结构成像中,电子效应起主导作用,证实了STM实验观察到的亮行是Ti原子的结果. 相似文献
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铂铑(PtRh)合金具有优良的高温力学性能,是目前最具潜力的航天发动机推力器喷管材料之一.研究表明,进一步提升PtRh合金的高温性能,能有效延长航天飞行器的服役寿命.本研究利用第一性原理、Materials Studio软件,研究了Ta C热障涂层与Pt25Rh高温合金的界面特性和结合机制.结果表明,Ta C的热膨胀系数与Pt25Rh较为接近,比同类热障涂层具有更优的界面匹配性和结合力,既可作为单独的防护层使用,也可作为粘结层使用.此外,由于Ta-C,Pt-C和Rh-C键的电荷转移能力均强于Ta-Pt和Ta-Rh键,Ta C与Pt25Rh合金的最稳定结合位置为孔位的Pt25Rh (111)/Ta C (111)C,其界面粘附功为6.202 J/m2.本研究可为PtRh合金的热防护提供借鉴. 相似文献
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Ag-Sn合金的氧化过程与热力学性质 总被引:1,自引:0,他引:1
采用密度泛函微扰理论(DFPT)计算了Ag-Sn-O体系中O原子在Ag-Sn合金中的运动与反应, 及该体系中几种化合物的结合能、生成焓以及热容与自由能随温度的变化. 计算发现O原子存在于Ag晶格的四面体间隙, 若存在八面体间隙会使体系能量升高288.23 kJ·mol-1; Sn则在Ag晶格中主要以置换形式存在. 计算得到结合能大小顺序为Ag6O2>SnO2>Ag2SnO3>SnO>Ag2O. SnO2的稳定性最高, 生成焓约-591.1 kJ·mol-1, SnO是一种过渡相, 而Ag2SnO3和Ag6O2为亚稳相, 都能在常温下存在, 这与相关实验结果一致. 原子间相互作用曲线说明Sn—O的成键能力明显高于Ag—O, 氧化时只会形成Sn—O键. 准谐函数近似计算(QHA)表明Ag2SnO3的热容远高于其它化合物, 其德拜温度约500 K, 升温能力仅为SnO2的1/3, 可有效解决AgSnO2电接触材料中温升过快的问题, 而布居分布和Gibbs自由能则进一步说明SnO2是Ag-Sn-O体系中最稳定的相. 相似文献
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第一原理计算了BaC2低温和常温两种异构体的电子结构性质,得到了二碳化钡的能带结构及电子密度。发现BaC2是典型的离子键结合晶体,认为在两种异构体中存在强C-C共价键及Ba—C离子键。分析了两种结构的Ba—C间电子密度及布居分布,认为结构中哑铃形的C2为C≡C键,在14/mmm结构中相互作用的Ba—C2距离为0.2945nm,C2/c为0.2744nm,C≡C键长在两种晶体结构中分别为0.1185nm,0.1136nm,与C2H2中的C≡C键长相似。14/mmm结构的能带子带拆解表明了原子亚层电子的轨道成键,讨论了C2^2-的电荷转移及对材料的影响。BaC2两种结构的振动谱和热力学性质计算表明,其异构体结构转变是典型的温度诱发相变,相变温度约为132K,与相关文献的预测一致。 相似文献