搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

Magnli相亚氧化钛的莫特相变和磁电性能的模拟计算

侯清玉 乌云 赵春旺

引用本文:
Citation:

Magnli相亚氧化钛的莫特相变和磁电性能的模拟计算

侯清玉, 乌云, 赵春旺

Simulation and calculation of the Mott phase transition and magnetroelectric performance of Magnli phase titanium suboxides

Hou Qing-Yu, Wu Yun, Zhao Chun-Wang
PDF
导出引用
  • 基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法,构建纯的单胞与金红石型和锐钛矿型TiO1.9375超胞模型,并对模型进行了几何结构优化、能带结构分布和态密度分布的计算. 结果表明,与纯的单胞相比,金红石和锐钛矿Magnli相TiO1.9375体系体积均变大,稳定性略下降,而且都发生了莫特相变. 其中锐钛矿Magnli相亚氧化钛表现没有磁性,金红石Magnli相亚氧化钛有磁性. 锐钛矿Magnli相亚氧化钛的导电性能比金红石Magnli相亚氧化钛强. 计算结果与实验结果相一致.
    The pure and Magnli phase titanium suboxides for both rutile and anatase supercell models of TiO1.9375 were structured by using first-principles plane-wave ultrasoft pseudopotential method based on the density functional theory; the geometry optimizations, the band structures, and density of states of these models were calculated. Results show that the volumes become greater for Magnli phase titanium suboxides in both rutile and anatase; meanwhile, the stability may reduce slightly, leading to a Mott transition. The nonmagnetic property of anatase titanium suboxides, and the magnetic property of rutile titanium suboxides, as wall as the conductive property of anatase titanium suboxides are higher than rutile titanium suboxides, in agreement with the experimental results.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61366008,51261017)、教育部春晖计划资助项目和内蒙古自治区高等学校科学研究项目(批准号:NJZZ13099)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 61366008, 51261017), the Spring Sunshine Plan Fund of the Ministry of Education, China, and the College Science Research Project of Inner Mongolia Autonomous Region, China (Grant No. NJZZ13099).
    [1]

    Gardos M N 2000 Tribol. Lett. 8 65

    [2]

    Sun Y B, Zhang X Q, Li G K, Cheng Z H 2012 Chin. Phys. B 21 047503

    [3]

    Gusev A, Avvakumov E G, Medvedev A, Masliy A 2007 Sci. Sinter. 39 51

    [4]

    Kao W H, Patel P, Haberichter S L 1997 J. Electrochem Soc. 144 1907

    [5]

    Andersson S, Magneli A 1956 Naturwiss 43 495

    [6]

    Woydt M 2000 Tribol. Lett. 8 117

    [7]

    Smith J R, Walshf C 1998 J. Appl. Electrochem. 28 1021

    [8]

    Liborio L, Harrison N 2008 Phys. Rev. B 77 104104

    [9]

    Halley J W, Michalewicz M T, Tit N 1990 Phys. Rev. B 41 10165

    [10]

    Hou Q Y, Zhang Y, Chen Y, Shang J X, Gu J H 2008 Acta Phys. Sin. 57 438 (in Chinese) [侯清玉, 张跃, 陈粤, 尚家香, 谷景华 2008 物理学报 57 438]

    [11]

    Guan D B, Mao J 2012 Acta Phys. Sin. 61 017102 (in Chinese) [管东波, 毛健 2012 物理学报 61 017102]

    [12]

    Rumaiz A K, Ali B, Ceylan A, Boggs M, Beebe T, Shah S I 2007 Solid. State. Commun. 144 334

    [13]

    Feng J, Xiao B, Zhou R, Pan W 2013 J. Appl. Phys. 113 143907

    [14]

    Tsutomu U, Tetsuya Y, Hisayoshi I, Keisuke A 2002 J. Phys. Chem. Solids 63 1909

    [15]

    Kafizas A, Parkin I P 2011 J. Am. Chem. Soc. 133 20458

    [16]

    Sorescu M, Diamandescu L, Tarabsanu M D, Teodorescuv V S 2004 J. Mat. Sci. 39 675

    [17]

    Tang H, Prasad K, Sanjinés R, Schmid P E, Lévy F 1994 J. Appl. Phys. 75 2042

    [18]

    Serpone N 2006 J. Phys. Chem. B 110 24287

    [19]

    Choi W, Termin A, Hoffmann M R 1994 J. Phys. Chem. 98 13669

    [20]

    Hou Q Y, Wu Y G R L, Zhao C W 2013 Acta Phys. Sin. 62 237101 (in Chinese) [侯清玉, 乌云格日乐, 赵春旺 2013 物理学报 62 237101]

    [21]

    Pickett W E, Moodera J S 2001 Phys. Today 54 39

    [22]

    Hou Q Y, Zhao C W, Li J J, Wang G 2011Acta Phys. Sin. 60 047104 (in Chinese) [侯清玉, 赵春旺, 李继军, 王钢 2011 物理学报 60 047104]

    [23]

    Jhm J, Zunger A, Cohen M L 1979 J. Phys. C 12 4409

    [24]

    Xin J, Zheng Y Q, Shi E W 2007 J. Inorg. Mater 22 193 (in Chinese) [忻隽, 郑燕青, 施尔畏 2007 无机材料学报 22 193]

    [25]

    Pournami P V, Marykutty T, George K C 2012 J. Appl. Phys. 112 104308

  • [1]

    Gardos M N 2000 Tribol. Lett. 8 65

    [2]

    Sun Y B, Zhang X Q, Li G K, Cheng Z H 2012 Chin. Phys. B 21 047503

    [3]

    Gusev A, Avvakumov E G, Medvedev A, Masliy A 2007 Sci. Sinter. 39 51

    [4]

    Kao W H, Patel P, Haberichter S L 1997 J. Electrochem Soc. 144 1907

    [5]

    Andersson S, Magneli A 1956 Naturwiss 43 495

    [6]

    Woydt M 2000 Tribol. Lett. 8 117

    [7]

    Smith J R, Walshf C 1998 J. Appl. Electrochem. 28 1021

    [8]

    Liborio L, Harrison N 2008 Phys. Rev. B 77 104104

    [9]

    Halley J W, Michalewicz M T, Tit N 1990 Phys. Rev. B 41 10165

    [10]

    Hou Q Y, Zhang Y, Chen Y, Shang J X, Gu J H 2008 Acta Phys. Sin. 57 438 (in Chinese) [侯清玉, 张跃, 陈粤, 尚家香, 谷景华 2008 物理学报 57 438]

    [11]

    Guan D B, Mao J 2012 Acta Phys. Sin. 61 017102 (in Chinese) [管东波, 毛健 2012 物理学报 61 017102]

    [12]

    Rumaiz A K, Ali B, Ceylan A, Boggs M, Beebe T, Shah S I 2007 Solid. State. Commun. 144 334

    [13]

    Feng J, Xiao B, Zhou R, Pan W 2013 J. Appl. Phys. 113 143907

    [14]

    Tsutomu U, Tetsuya Y, Hisayoshi I, Keisuke A 2002 J. Phys. Chem. Solids 63 1909

    [15]

    Kafizas A, Parkin I P 2011 J. Am. Chem. Soc. 133 20458

    [16]

    Sorescu M, Diamandescu L, Tarabsanu M D, Teodorescuv V S 2004 J. Mat. Sci. 39 675

    [17]

    Tang H, Prasad K, Sanjinés R, Schmid P E, Lévy F 1994 J. Appl. Phys. 75 2042

    [18]

    Serpone N 2006 J. Phys. Chem. B 110 24287

    [19]

    Choi W, Termin A, Hoffmann M R 1994 J. Phys. Chem. 98 13669

    [20]

    Hou Q Y, Wu Y G R L, Zhao C W 2013 Acta Phys. Sin. 62 237101 (in Chinese) [侯清玉, 乌云格日乐, 赵春旺 2013 物理学报 62 237101]

    [21]

    Pickett W E, Moodera J S 2001 Phys. Today 54 39

    [22]

    Hou Q Y, Zhao C W, Li J J, Wang G 2011Acta Phys. Sin. 60 047104 (in Chinese) [侯清玉, 赵春旺, 李继军, 王钢 2011 物理学报 60 047104]

    [23]

    Jhm J, Zunger A, Cohen M L 1979 J. Phys. C 12 4409

    [24]

    Xin J, Zheng Y Q, Shi E W 2007 J. Inorg. Mater 22 193 (in Chinese) [忻隽, 郑燕青, 施尔畏 2007 无机材料学报 22 193]

    [25]

    Pournami P V, Marykutty T, George K C 2012 J. Appl. Phys. 112 104308

  • [1] 田城, 蓝剑雄, 王苍龙, 翟鹏飞, 刘杰. BaF 2高压相变行为的第一性原理研究. 物理学报, 2022, 71(1): 017102. doi: 10.7498/aps.71.20211163
    [2] 孙士阳, 迟中波, 徐平平, 安泽宇, 张俊皓, 谭心, 任元. 金刚石(111)/Al界面形成及性能的第一性原理研究. 物理学报, 2021, 70(18): 188101. doi: 10.7498/aps.70.20210572
    [3] 田城, 蓝剑雄, 王苍龙, 翟鹏飞, 刘杰. BaF2高压相变行为的第一性原理研究. 物理学报, 2021, (): . doi: 10.7498/aps.70.20211163
    [4] 龚凌云, 张萍, 陈倩, 楼志豪, 许杰, 高峰. Nb5+掺杂钛酸锶结构与性能的第一性原理研究. 物理学报, 2021, 70(22): 227101. doi: 10.7498/aps.70.20211241
    [5] 付正鸿, 李婷, 单美乐, 郭糠, 苟国庆. H对Mg2Si力学性能影响的第一性原理研究. 物理学报, 2019, 68(17): 177102. doi: 10.7498/aps.68.20190368
    [6] 盛喆, 戴显英, 苗东铭, 吴淑静, 赵天龙, 郝跃. 各Li吸附组分下硅烯氢存储性能的第一性原理研究. 物理学报, 2018, 67(10): 107103. doi: 10.7498/aps.67.20172720
    [7] 严顺涛, 姜振益. Cu掺杂对TiNi合金马氏体相变路径影响的第一性原理研究. 物理学报, 2017, 66(13): 130501. doi: 10.7498/aps.66.130501
    [8] 何菊生, 张萌, 潘华清, 邹继军, 齐维靖, 李平. 基于变温霍尔效应方法的一类n-GaN位错密度的测量. 物理学报, 2017, 66(6): 067201. doi: 10.7498/aps.66.067201
    [9] 曲灵丰, 侯清玉, 许镇潮, 赵春旺. Ti掺杂ZnO光电性能的第一性原理研究. 物理学报, 2016, 65(15): 157201. doi: 10.7498/aps.65.157201
    [10] 张理勇, 方粮, 彭向阳. 金衬底调控单层二硫化钼电子性能的第一性原理研究. 物理学报, 2015, 64(18): 187101. doi: 10.7498/aps.64.187101
    [11] 侯清玉, 许镇潮, 乌云, 赵二俊. Cu掺杂ZnO稀磁半导体磁电性能影响的模拟计算. 物理学报, 2015, 64(16): 167201. doi: 10.7498/aps.64.167201
    [12] 黄有林, 侯育花, 赵宇军, 刘仲武, 曾德长, 马胜灿. 应变对钴铁氧体电子结构和磁性能影响的第一性原理研究. 物理学报, 2013, 62(16): 167502. doi: 10.7498/aps.62.167502
    [13] 周平, 王新强, 周木, 夏川茴, 史玲娜, 胡成华. 第一性原理研究硫化镉高压相变及其电子结构与弹性性质. 物理学报, 2013, 62(8): 087104. doi: 10.7498/aps.62.087104
    [14] 卢志鹏, 祝文军, 卢铁城. 高压下Fe从bcc到hcp结构相变机理的第一性原理计算. 物理学报, 2013, 62(5): 056401. doi: 10.7498/aps.62.056401
    [15] 令狐佳珺, 梁工英. In掺杂ZnTe发光性能的第一性原理计算. 物理学报, 2013, 62(10): 103102. doi: 10.7498/aps.62.103102
    [16] 汝强, 李燕玲, 胡社军, 彭薇, 张志文. Sn3InSb4合金嵌Li性能的第一性原理研究. 物理学报, 2012, 61(3): 038210. doi: 10.7498/aps.61.038210
    [17] 管东波, 毛健. Magnli相亚氧化钛Ti8O15的电子结构和光学性能的第一性原理研究. 物理学报, 2012, 61(1): 017102. doi: 10.7498/aps.61.017102
    [18] 侯清玉, 赵春旺, 李继军, 王钢. Al高掺杂浓度对ZnO导电性能影响的第一性原理研究. 物理学报, 2011, 60(4): 047104. doi: 10.7498/aps.60.047104
    [19] 侯清玉, 张 跃, 张 涛. 高氧空位浓度对锐钛矿TiO2莫特相变和光谱红移及电子寿命影响的第一性原理研究. 物理学报, 2008, 57(3): 1862-1866. doi: 10.7498/aps.57.1862
    [20] 彭丽萍, 徐 凌, 尹建武. N掺杂锐钛矿TiO2光学性能的第一性原理研究. 物理学报, 2007, 56(3): 1585-1589. doi: 10.7498/aps.56.1585
计量
  • 文章访问数:  2816
  • PDF下载量:  713
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-07-11
  • 修回日期:  2013-09-04
  • 刊出日期:  2013-12-05

Magnli相亚氧化钛的莫特相变和磁电性能的模拟计算

  • 1. 内蒙古工业大学理学院物理系, 呼和浩特 010051;
  • 2. 内蒙古化工职业学院化学工程系, 呼和浩特 010071
    基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61366008,51261017)、教育部春晖计划资助项目和内蒙古自治区高等学校科学研究项目(批准号:NJZZ13099)资助的课题.

摘要: 基于密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势方法,构建纯的单胞与金红石型和锐钛矿型TiO1.9375超胞模型,并对模型进行了几何结构优化、能带结构分布和态密度分布的计算. 结果表明,与纯的单胞相比,金红石和锐钛矿Magnli相TiO1.9375体系体积均变大,稳定性略下降,而且都发生了莫特相变. 其中锐钛矿Magnli相亚氧化钛表现没有磁性,金红石Magnli相亚氧化钛有磁性. 锐钛矿Magnli相亚氧化钛的导电性能比金红石Magnli相亚氧化钛强. 计算结果与实验结果相一致.

English Abstract

参考文献 (25)

目录

    /

    返回文章
    返回