不同浓度La掺杂LiMPO_(4)(M=Fe,Mn)电子结构及Li^(+)扩散的第一性原理研究

该文基于密度泛函理论(DFT)的CASTEP软件包,对掺杂不同浓度La的LiMPO_(4)(M=Fe,Mn)的晶胞结构和Li^(+)扩散进行研究.通过对超胞内的Fe和Mn进行替换,使La的掺杂浓度分别为1/16、1/8和1/4.对比晶格常数发现,伴随La浓度的增加晶胞常数a增大.比较不同浓度掺杂体系带隙的变化和费米面附近的态密度图,发现Fe和Mn原子价电子数目的不同是导致体系电子结构不同的根本原因.通过构建Li空位模拟Li^(+)扩散的始末状态,研究不同浓度La掺杂对扩散势垒和扩散系数(扩散速率)的影响,发现LiFePO_(4)与LiMnPO_(4)均随着La掺杂浓度的增加Li^(+)扩散速率降低;La掺杂浓度为1/16时LiFePO_(4)体系中Li^(+)的扩散速率具有最大值.