Ta掺杂IrO_2活性氧化物电子结构的DFT分析

Ta掺杂的Ir-Ta-O是电化学工业中具有代表意义的电极材料。采用基于密度泛函理论(DFT)的投影缀加平面波中的广义梯度近似方法,对金红石型Ir8O16和Ta掺杂的Ir7Ta1O16复合氧化物的晶体和电子结构进行计算。结果表明,Ir O_2的结构数据与文献报导相吻合。掺Ta的Ir7Ta1O16存在2种不同结构,二者晶体结构参数、系统总能和电子结构很接近。Ta掺杂可使Ir8O16晶胞体积增大,使体系相对稳定。掺Ta的(Ir,Ta)O2与Ir O_2类似,也体现金属的导电特性。Ta原子比Ir原子失电子能力强,掺杂后Ta原子周围的电子向O原子转移,为体系提供了更多的离子键。

Ru掺杂Zr基二元氧化物的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的投影缀加平面波方法和广义梯度近似计算了萤石相ZrO_2及掺杂Ru形成的复合氧化物的晶体结构、电子结构、内聚能以及Bader电荷。结果表明:萤石相ZrO_2和RuO_2的点阵参数与文献报道的数值基本相符。萤石相ZrO_2中掺入Ru后,体系的晶胞形状发生微小变形且晶胞体积减小;体系由直接带隙半导体转变为间接带隙半导体,带隙从3.06 eV减小至1.03 eV。对比Ru掺杂前后ZrO_2的内聚能、态密度和Bader电荷变化发现,Ru掺杂后体系的离子性增强,共价性减弱。