【摘要】：本文構(gòu)造出200種立方型鈣鈦礦鹵化物和30種立方型鈣鈦礦氧化物,然后預(yù)測(cè)這230種化合物的各項(xiàng)性質(zhì)隨著原子序數(shù)的規(guī)律變化,并運(yùn)用第一性原理軟件CRYSTAL09計(jì)算出它們的晶格常數(shù)、彈性常數(shù)、體系能量以及禁帶寬度,驗(yàn)證它們的變化規(guī)律,并為后期的實(shí)驗(yàn)合成提供了理論基礎(chǔ)。本論文的主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)論如下:首先通過(guò)選用各種元素的基矢以及確定優(yōu)化參數(shù),得到了IAIIA(VIIA)_3(IA=Li,Na,K,Rb,Cs;IIA=Be,Mg,Ca,Sr,Ba;VIIA=F,Cl,Br,I)系列的200種立方型鈣鈦礦化合物的晶格常數(shù)、禁帶寬度、體系能量和彈性性質(zhì)。(1)從結(jié)構(gòu)上看,當(dāng)立方晶格中心的堿土金屬離子半徑過(guò)大,晶格就會(huì)失去平衡的結(jié)構(gòu)。此時(shí),立方體體心的B離子與立方體頂點(diǎn)的A離子發(fā)生交換,交換后的結(jié)構(gòu)被稱為“反式”結(jié)構(gòu)。這里我們對(duì)比正式結(jié)構(gòu)晶體的體系能量與反式結(jié)構(gòu)晶體的體系能量,通過(guò)能量越低越穩(wěn)定的原則,從正式結(jié)構(gòu)和反式結(jié)構(gòu)中選擇穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。(2)從力學(xué)性質(zhì)看,KBX_3、RbBX_3、CsBX_3(B=Be,Mg,Ca,Sr,Ba;X=F,Cl,Br,I)系列化合物的體彈性模量均隨著立方晶體中心離子的半徑增大而減小,此系列的化合物均沒(méi)有格位交換的情況,屬“正式”結(jié)構(gòu)晶體。LiBX_3、NaBX_3(B=Be,Mg,Ca,Sr,Ba,X=F,Cl,Br,I)系列化合物的體彈性模量隨著B(niǎo)的原子序數(shù)增加呈現(xiàn)減小趨勢(shì)。但是,我們發(fā)現(xiàn)變化趨勢(shì)中會(huì)出現(xiàn)體彈性模量增大的反常數(shù)據(jù)點(diǎn),這是由化合物的晶體結(jié)構(gòu)從正式結(jié)構(gòu)變?yōu)榉词浇Y(jié)構(gòu)所導(dǎo)致。(3)從電子性質(zhì)上看,ABF_3、ABCl_3、ABBr_3和ABI_3系列的化合物的禁帶寬度都是隨著A、B陽(yáng)離子的原子序數(shù)增大而減小。然后則是對(duì)IIAIVBO_3(IIA=Be,Mg,Ca,Sr,Ba;IVB=Ti,Zr,Hf)系列的30種立方型鈣鈦礦氧化物進(jìn)行計(jì)算,通過(guò)分析得出其晶格常數(shù)、禁帶寬度和彈性性質(zhì)的變化規(guī)律與金屬陽(yáng)離子的原子序數(shù)之間的依賴關(guān)系,而此變化規(guī)律與上述鹵化物相吻合。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB30
【圖文】：

具體方法如圖 3.1 所示。首先，在無(wú)機(jī)材料數(shù)據(jù)庫(kù)(ICSD)中搜尋 ABX3型立方鈣鈦礦的結(jié)構(gòu)文件，讀取其晶格常數(shù)及分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，并結(jié)合一些理論經(jīng)驗(yàn)估算出未被搜尋到的化合物的晶格常數(shù)；然后以此結(jié)構(gòu)構(gòu)建第一性原理軟件 CRYSTAL09 的輸入文件，并在充分優(yōu)化和選擇相應(yīng)元素基矢的基礎(chǔ)之上，實(shí)現(xiàn)基質(zhì)材料的結(jié)構(gòu)、力學(xué)、熱力學(xué)和電子性質(zhì)的探索；我們最終期望所取得理論成果可以與現(xiàn)有文獻(xiàn)提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相比較，并對(duì)一些未發(fā)現(xiàn)或未探索的立方鈣鈦礦化合物物性與成份關(guān)系予以預(yù)言和建立起ABX3型立方鈣鈦礦化合物的物性數(shù)據(jù)庫(kù)。

重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文 第三章 鈣鈦礦鹵化物的計(jì)算參數(shù)優(yōu)化及結(jié)果研究根據(jù)表 3.1、表 3.2 展示的各項(xiàng)理論計(jì)算得出的數(shù)據(jù)，利用 Origin 軟件繪制出它們的變化趨勢(shì)曲線。首先展示 100 種“正式”結(jié)構(gòu)化合物的晶格常數(shù)變化規(guī)律，如下：

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2712926