γ-氧化铝与氮氧化铝的结构,化学键与稳定性研究

摘要

用密度泛函离散变分计算方法(DFT-DVM)，结合<'27>Al核磁共振与X衍射分析，研究了ㄚ-氧化铝与氮氧化铝结构，化学键与稳定性之间的关系。计算结果表明，[AlO<,4>]四面体中的Al-O键(共价健和离子键)比[AlO<,6>八面体中的Al-O键强，Al-N键比相应Al-O键强，且[AlO<,4-x>N<,x>]四面体中的Al-N键比[AlO<,6-y>N<,y>](x,y=1～4)八面体中的Al-N键强。因此，无论是对于ㄚ-氧化铝还是氮氧化铝，空隙位于B块八面体位置的模型，都比空隙位A块的四面体位置的模型更为稳定；在AlON中，氮原子优先取代[AlO<,4>]中的氧；包含[AlN<,4>]四面体的模型，比包含[AlO<,6-x>N<,x>](x,y=1～3)四面体和[AlO<,6-y>N<,y>](x,y=1～4)八面体的膜型都更为稳定。计算结果也与核磁共振谱的实测结果一致。