| 钆、氟掺杂二氧化钒的晶体结构演变行为与相变机理 |
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| 引用本文： | 曲道宇,栾敬德,刘文刚,可欣,烟征,陶佳璐.钆、氟掺杂二氧化钒的晶体结构演变行为与相变机理[J].原子与分子物理学报,2024,41(4):046004-172. |
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| 作者姓名： | 曲道宇 栾敬德 刘文刚 可欣 烟征 陶佳璐 |
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| 作者单位： | 1. 沈阳航空航天大学能源与环境学院;2. 东北大学资源与土木工程学院;3. 辽宁省计量科学研究院 |
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| 摘 要： | 二氧化钒(VO2)是一种热致相变材料，其过高的相变温度制约了其潜在应用.元素掺杂能够使VO2的能带结构、态密度、键长和晶胞体积等晶格参数改变，引起其相变行为的变化.借助Materials Studio软件，基于第一性原理和分子轨道理论研究了钆、氟掺杂二氧化钒的晶体结构演变行为与相变机理.结果表明，无论F掺杂于VO2(M型)中间O的位置还是两侧O位置，都会引起O—O键收缩，V—V键增长，β角增大，体系亥姆霍自由能增加，带隙相对减小，F侧位掺杂效果最好，随着V4+—V4+同极结合的减少，在1 at%F掺杂时相变温度达到最低；当Gd以0-1.8 at%掺杂于VO2(M)中V位置时，O—O键和V—V键发生收缩，β角减小，亥姆霍自能增加，带隙减小，Gd 4f态与tⅡ轨道重合，使相变能垒变低，相变温度显著降低.钆、氟两种元素掺杂VO2相变机理更符合Peierls-Mott协同相变.
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| 关 键 词： | 二氧化钒 元素掺杂 晶体结构演变 第一性原理 密度泛函理论 相变机理 |
| 收稿时间： | 2022/12/23 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2023/1/2 0:00:00 |
Crystal Structure Evolution Behavior And Phase transformation Mechanism Of Gd And F Doped Vanadium Dioxide |
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| Qu Dao -Yu,Luan Jing-De,Liu Wen-Gang,Ke Xin,Yan Zheng and Tao Jia-Lu.Crystal Structure Evolution Behavior And Phase transformation Mechanism Of Gd And F Doped Vanadium Dioxide[J].Journal of Atomic and Molecular Physics,2024,41(4):046004-172. |
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| Authors: | Qu Dao -Yu Luan Jing-De Liu Wen-Gang Ke Xin Yan Zheng and Tao Jia-Lu |
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| Institution: | Shenyang Aerospace University,Shenyang Aerospace University,Northeastern University,Shenyang Aerospace University,Shenyang Aerospace University and Liaoning Institute of Metrology |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | Vanadium dioxide Element doping Crystal structure evolution First principles Density functional theory Phase transformation mechanism |
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