磷酸結(jié)構(gòu)的晶體在摻雜二價(jià)陽離子后容易形成產(chǎn)生焦磷酸結(jié)構(gòu)（P₂O₇）^4–,這種含有焦磷酸結(jié)構(gòu)的氧化物材料十分適合做質(zhì)子導(dǎo)體、燃料電池、氣體傳感器以及陶瓷膜等。本文利用第一性原理研究了LuPO₄晶體中氧空位的結(jié)構(gòu)性質(zhì),結(jié)果顯示當(dāng)氧空位帶二價(jià)正電時(shí),會(huì)引發(fā)氧空位周圍原子奇特的畸變,形成焦磷酸結(jié)構(gòu)。為了解釋這種結(jié)構(gòu)畸變的機(jī)理,本文利用過渡態(tài)搜索計(jì)算了結(jié)構(gòu)變化過程中勢能面的變化情況,正一價(jià)氧空位形成焦磷酸結(jié)構(gòu)需要越過2.4eV的勢壘,而正二價(jià)氧空位形成焦磷酸結(jié)構(gòu)則不需要越過任何勢壘,因此很容易形成焦磷酸結(jié)構(gòu)。最后給出氧空位不同帶電態(tài)的晶格結(jié)構(gòu)、電子態(tài)密度以及電荷密度分布等基本物理性質(zhì),氧空位處于正二價(jià)態(tài)結(jié)構(gòu)下,氧空位附近的P原子與O原子成鍵,又由于O原子有較強(qiáng)的電負(fù)性,P的s軌道電子向O的p軌道轉(zhuǎn)移。P的s、p軌道在禁帶中出現(xiàn)了與總態(tài)密度對應(yīng)的缺陷能級,結(jié)果表明帶正二價(jià)氧空位的晶體性質(zhì)發(fā)生了明顯變化。 

【文章來源】：無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2019,34(08)北大核心EISCICSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【文章目錄】：
1 計(jì)算方法和計(jì)算模型
2 結(jié)果與分析
    2.1 P原子的位移
    2.2 過渡態(tài)搜索
    2.3 電子態(tài)密度
3 結(jié)論


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]LuPO4晶體中F心和F+心的光譜性質(zhì)模擬計(jì)算[J]. 李金,劉廷禹,付明雪,魯曉曉.  光子學(xué)報(bào). 2018(07)



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