鈦酸鉛（110）和（001）表面結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性的理論研究.pdf

1、采用密度泛函平面波贗勢的方法對立方相鈦酸鉛表面周期體系進(jìn)行了理論研究。計算中選取兩個非極化的(001)表面和五個極化的(110)表面作為研究對象，借助量子力學(xué)軟件CASTEP實(shí)現(xiàn)對鈦酸鉛體相和各種表面的原子、電子結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)穩(wěn)定性的系統(tǒng)研究，從而揭示這一材料的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及二者間的關(guān)系。 計算結(jié)果表明：立方相鈦酸鉛晶體中的Ti-O和Pb-O離子對都存在部分共價性質(zhì)，主要表現(xiàn)為Ti3d、Pb6s和Pb6p分別與O2p成鍵。(001)

2、非極化表面的計算結(jié)果表明，其原子和電子結(jié)構(gòu)與體相相比變化不大，伴隨較小的弛豫效應(yīng)和電荷重新分布。相反，(110)極化面的兩種化學(xué)計量終結(jié)表面的原子和電子結(jié)構(gòu)均發(fā)生了非常明顯的變化；PbTiO終結(jié)表面出現(xiàn)了不規(guī)則的表面態(tài)填充現(xiàn)象，并且具有金屬特性；O2終結(jié)表面上最外層兩個氧原子之間相互靠近，形成了過氧鍵。相比之下，三種非計量極化表面的性質(zhì)與體相較為相似，保持了絕緣性質(zhì)。電荷重新分布計算結(jié)果證實(shí)，極化表面的宏觀偶極矩可以通過改變表面電子結(jié)構(gòu)