材料导报
材料導報
재료도보
MATERIALS REVIEW
2014年
18期
127-131
,共5页
BaTiO3%缺陷结构%空位补偿机制%施主掺杂机制
BaTiO3%缺陷結構%空位補償機製%施主摻雜機製
BaTiO3%결함결구%공위보상궤제%시주참잡궤제
BaTiO3%defect structure%vacancy compensation mechanism%donor doping mechanism
采用第一性原理计算了Bi掺杂BaTiO3陶瓷3种不同的晶格缺陷结构,分别为单独的BiBa掺杂缺陷模式(BTB模型),1个BiBa掺杂缺陷与1个VBa钡空位同时存在(BTB1模型),符合化学计量比的BiBa掺杂缺陷与VBa钡空位缺陷模式(BTB2模型).BTB模型显示缺陷结构是由施主掺杂机制控制的,Bi与周围的O原子形成典型的离子键,Ti4+-被还原成Ti3+.在BTB1模型中钡空位的存在则影响了Bi在晶格中与O的相互作用,Bi偏离初始的中心位置,与邻近的3个氧原子形成了弱的共价键,而正是由于这些弱的共价键导致缺陷附近的[TiO6]八面体产生较大畸变,削弱了Ti4+的极化能力,使缺陷附近的[TiO6]八面体极化能力减弱,此时缺陷结构是由Ba2+离子空位补偿机制控制的.而BTB2模型可以看成是BTB模型与BTB1模型的叠加,因此缺陷结构是由施主掺杂机制与Ba2+离子空位补偿机制共同控制的.
採用第一性原理計算瞭Bi摻雜BaTiO3陶瓷3種不同的晶格缺陷結構,分彆為單獨的BiBa摻雜缺陷模式(BTB模型),1箇BiBa摻雜缺陷與1箇VBa鋇空位同時存在(BTB1模型),符閤化學計量比的BiBa摻雜缺陷與VBa鋇空位缺陷模式(BTB2模型).BTB模型顯示缺陷結構是由施主摻雜機製控製的,Bi與週圍的O原子形成典型的離子鍵,Ti4+-被還原成Ti3+.在BTB1模型中鋇空位的存在則影響瞭Bi在晶格中與O的相互作用,Bi偏離初始的中心位置,與鄰近的3箇氧原子形成瞭弱的共價鍵,而正是由于這些弱的共價鍵導緻缺陷附近的[TiO6]八麵體產生較大畸變,削弱瞭Ti4+的極化能力,使缺陷附近的[TiO6]八麵體極化能力減弱,此時缺陷結構是由Ba2+離子空位補償機製控製的.而BTB2模型可以看成是BTB模型與BTB1模型的疊加,因此缺陷結構是由施主摻雜機製與Ba2+離子空位補償機製共同控製的.
채용제일성원리계산료Bi참잡BaTiO3도자3충불동적정격결함결구,분별위단독적BiBa참잡결함모식(BTB모형),1개BiBa참잡결함여1개VBa패공위동시존재(BTB1모형),부합화학계량비적BiBa참잡결함여VBa패공위결함모식(BTB2모형).BTB모형현시결함결구시유시주참잡궤제공제적,Bi여주위적O원자형성전형적리자건,Ti4+-피환원성Ti3+.재BTB1모형중패공위적존재칙영향료Bi재정격중여O적상호작용,Bi편리초시적중심위치,여린근적3개양원자형성료약적공개건,이정시유우저사약적공개건도치결함부근적[TiO6]팔면체산생교대기변,삭약료Ti4+적겁화능력,사결함부근적[TiO6]팔면체겁화능력감약,차시결함결구시유Ba2+리자공위보상궤제공제적.이BTB2모형가이간성시BTB모형여BTB1모형적첩가,인차결함결구시유시주참잡궤제여Ba2+리자공위보상궤제공동공제적.
