AZrO3(A=Ca,Pb)(110)和(001)表面结构与稳定化机理

摘要

本文利用密度泛函理论方法对立方相AZrO3(A=Pb，Ca)的(001)和(110)表面进行了理论研究，计算了(110)极化表面的不同终结面的原子和电子结构，并结合(001)弱极化面对两类材料各个终结面的稳定性进行了系统的分析。
　　计算结果表明，两种材料的(110)极化表面的原子结构均发生了较大变化，大多数终结面出现了氧八面体的旋转。同时，这两类材料的(110)极化表面的计量比终结的电子结构也发生了较大变化，其中AZrO(A=Pb，Ca)终结面出现了表面态的填充，使材料表面呈现金属性质;O2终结面第一层中的两个氧原子形成了过氧键，电子发生了重新分布。相比之下，这两类材料的(110)极化表面的非计量比表面的电子结构与体相相差不大，未发生较大改变。此外，计算结果表明所研究的极化表面的极化补偿过程得以完成，其中计量比表面通过改变电子结构实现了极化补偿，而非计量比表面则是通过改变表面计量比而实现极化补偿的。在研究中我们使用表面grand势方法分析了材料组成元素的化学势对形成表面的影响，并构建了体系的热力学稳定相图，结果表明所有终结面均在某些特定的区域能够稳定存在。

目录

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 ABO3型钙钛矿的体相结构和性质

1．3 极化表面

1．3．1 表面的极化性质

1．3．2 表面的分类

1．3．3 极化补偿机理

1．4 ABO3型钙钛矿表面的理论研究现状

1．4．1 弱极化表面

1．4．2 (110)极化表面

1．4．3 (111)极化表面

1．5 本文的研究内容以及意义

第2章 PbzrO3和CaZrO3体相计算及表面计算参数选择

2．1 PbZrO3体相

2．1．1 计算模型与参数选择

2．1．2 立方相PbZrO3体相的计算结果

2．2 CaZrO3体相

2．2．1 计算模型与参数选择

2．2．3 立方相CaZrO3体相的计算结果

2．3 表面热力学稳定性

2．3．1 切割能

2．3．2 表面Grand势

第3章 PbZrO3(110)极化表面的理论研究

3．1 计算模型

3．2 原子弛豫

3．2．1 计量比表面

3．2．2 非计量比表面

3．3 极化表面补偿机理

3．3．1 计量比表面

3．3．2 非计量比表面

3．4 PbZrO3(110)和(001)表面的稳定性

3．4．1 表面切割能

3．4．2 表面Grand势

3．5 本章小结

第4章 CaZrO3(110)极化表面的理论研究

4．1 计算模型

4．2 原子弛豫

4．2．1 计量比表面

4．2．2 非计量比表面

4．3 极化补偿机理

4．3．1 计量比表面

4．3．2 非计量比表面

4．4 CaZrO3(001)和(110)表面的稳定性

4．4．1 表面切割能

4．4．2 表面Grand势

4．5 本章小结

结论

参考文献

致谢

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