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锐钛矿结构TiO2晶体的电子结构、弹性和热力学性质的第一性原理计算

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利用基于密度泛函理论的第一性原理,计算了锐钛矿结构TiO2(α-TiO2)晶体的电子结构、弹性和热力学性质.电子结构的计算结果显示:α-TiO2晶体是具有间接带隙的半导体,带隙为2.5 eV,带隙沿Δ方向(Γ→X);弹性性质计算结果显示:弹性系数满足玻恩判据,标志着α-TiO2晶体是力学稳定结构;热力学性质计算结果显示:在所有波矢方向上均没有虚频存在,标志着α-TiO2晶体是热力学稳定结构.
First-principles calculations of electronic,elastic and thermodynamic properties of anatase-TiO2 crystal
We investigated the electronic structure,elastic,and thermodynamic properties of anatase-TiO2 using density functional theory(DFT)calculations.The calculated band structure shows that anatase-TiO2 is a semiconductor with an indirect band gap of 2.5 eV in the Δ direction(Γ→X).The results of elastic constants of anatase-TiO2 show that Born's conditions are satisfied,indicating that anatase-TiO2 structure is mechanically stable.The results of phonon dispersion spectra of anatase-TiO2 show that no imaginary frequency occurs at any wave vectors,indicating that anatase-TiO2 structure is thermodynamically stable.

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杨晓翠、林宏宇

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白城师范学院物理与电子信息学院,吉林白城 137000

第一性原理计算 电子结构 弹性性质 热力学性质

2024

东北师大学报(自然科学版)
东北师范大学

东北师大学报(自然科学版)

CSTPCD北大核心
影响因子:0.612
ISSN:1000-1832
年,卷(期):2024.56(4)