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《掺杂原子对α-cro结构稳定性和电子特性的第一性原理研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、掺杂原子对α-Cr2O3结构稳定性和电子特性的第一性原理研究AppliedPhysics应用物理,2016,6(5),91-99PublishedOnlineMay2016inHans.First-PrincipleStudyofDopingAtomsEffectsonStructuralStabilityandElectronicPropertiesofα-Cr2O3OxideShengyiZhuang1,2,ZhuxiaZhang1,2*,HuiHuang1,2,JianWang1,2,PeideHan1,2*KeyLaborator
2、yofInterfaceScienceandEngineeringinAdvancedMaterials,TaiyuanUniversityofTechnology,MinistryofEducation,TaiyuanShanxi2CollegeofMaterialsScienceandEngineering,TaiyuanUniversityofTechnology,TaiyuanShanxiReceived:Apr.21st,2016;accepted:May4th,2016;published:May10th,2016Copyri
3、ght?2016byauthorsandHansPublishersInc.ThisworkislicensedundertheCreativeCommonsAttributionInternationalLicense(CCBY).1AbstractThestructuralstabilityandelectronicpropertyofα-Cr1.5M0.5O3withdopingatomsarestudiedbyfirst-principlecalculations.Thecohesiveenergyofα-Cr2O3withFe,
4、Mo,Nb,Ni,Mn,Al———————————————————————————————————————————————andSiele-mentsindicatesthatNb,Al,MoandMnatomsareeffectiveforimprovingthebindingabilityofα-Cr2O3,especiallyNbinα-Cr2O3oxide.Gibbsfreeenergyprovesthatthesedopingatoms’solidsolutioninα-Cr2O3makesthestructuremoresta
5、bleatthetemperaturerangeof200-1000K,es-peciallyNiandSiinα-Cr2O3oxide.Comparedwiththebandgapwidthofα-Cr1.5M0.5O3(M=Cr,Fe,Mo,Nb,Ni,Mn,Al,Si),MoandAlareelementswhichareeffectiveforincreasingbandgapwidthofα-Cr1.5M0.5O3,namelyMoandAlcanmakethestructuremoreelectrochemicallystab
6、le.KeywordsCr2O3,DensityFunctionalTheory,CohesiveEnergy,ElectronicProperty,Doped庄晟逸1,2，张竹霞1,2*，黄慧1,2，王剑1,2，韩培德1,2*通讯作者。庄晟逸等12收稿日期：2016年4月21日；录用日期：2016年5月4日；发布日期：2016年5月10日太原理工大学，教育部新材料界面科学与工程教育部重点实验室，山西太原太原理工大学材料科学与工程学院，山西太原摘要本文采用第一性原理研究了掺杂原子对α-Cr2O3结构稳定性和————————————————
7、———————————————————————————————电子特性的影响。研究结果表明Fe、Mo、Nb、Ni、Mn、Al、Si掺杂于α-Cr2O3复合体系的结合能均为负值，这些元素构成的α-Cr2O3复合氧化物均具有稳定的结构，尤其Nb的作用最为明显。吉布斯自由能来看，掺杂原子后α-Cr2O3复合体系结构稳定性在200~1000K温度范围内，随着温度的升高结构稳定性逐步增强，尤以Ni和Si最为明显。由布居数和态密度分析了复合体系α-Cr1.5M0.5O3的电化学活性，计算结果来看Mo和Al能使α-Cr2O3构成的复合氧化物的带隙宽度稍
8、微增加，而Si和Mn则使α-Cr2O3的带隙宽度变窄，即Mo和Al能提高α-Cr1.5Mo0.5O3和α-Cr1.5Mo0.5O3复合氧化物的电子化学稳定性。关键词三氧化二铬，密度泛函理论，结
