First-principles study on the geometric and electronic structures and phase transition of PbZr1-xTixO3 solid solutions

With first-principles virtual-crystal approximation calculations, we systematically investigate the geometric and elec- tronic structures as well as the phase transition of lead zirconate titanate (PbZr1-xTixO3 or PZT) as a function of Ti content for the whole range of 0 ≤ x Ti ≤ 1. It can be found that, with the increase of the Ti content, the PbZr1-xTixO3 solid solu- tions undergo a rhombohedral-to-tetragonal phase transition, which is consistent with the experimental results. In addition, we also show the evolution in geometric and electronic structures of rhombohedral and tetragonal PbZr1-x TixO3 with the increasing content of Ti.     

四方和正交以及单斜相K0.5Na0.5NbO3的结构稳定性和电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理超原胞方法和虚晶近似方法, 在局域密度近似和广义梯度近似下, 对四方和正交以及单斜相K_0.5Na_0.5NbO₃的能量和原子结 构以及电子结构进行了系统的研究. 计算结果表明三种K_0.5Na_0.5NbO₃相的能量差别较小, 这与实验上它们之间容易发生相转化是一致的. 进一步发现单斜相的能量比四方相和正交相低, 说明单斜相结构更加稳定, 并且理论计算的结构参数与实验值符合得很好. 电子结构结果也表明单斜相的键合作用比四方相和正交相键合作用更强, 进一步说明单斜相结构更加稳定. 关键词： 铌酸钾钠 四方相 单斜相 密度泛函理论     

氧原子在体心立方难熔金属中的占位行为的第一性原理研究

通过第一性原理超晶胞方法研究了氧(O)原子在体心立方(BCC)难熔金属Nb,Ta,Mo,W中不同间隙位置的占位稳定性和原子结构以及电子结构.杂质形成能结果表明,O原子占据在Nb,Ta的八面体间隙最稳定;与之相反,O原子占据在Mo,W的四面体间隙位置最稳定.进一步的,O原子在BCC难熔金属的杂质形成能由低到高的顺序为Nb＜Ta＜Mo＜W,这表明金属中溶解氧容易顺序为Nb＞Ta＞Mo＞W.此外,分析了O对难熔金属Nb,Ta,Mo,W原子结构的影响.利用电子结构态密度解释了氧原子在Nb,Ta八面体间隙和Mo,W四面体间隙的最稳定性原因.