集流體材料銅薄膜中鋰離子輸運(yùn)機(jī)制的第一性原理研究.pdf

1、江西師范大學(xué)碩士學(xué)位論文集流體材料銅薄膜中鋰離子輸運(yùn)機(jī)制的第一性原理研究姓名：熊志華申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：理論物理指導(dǎo)教師：雷敏生20050501A b s t r a c tF i r s t - P r i n c i p l e I n v e s t i g a t i o n o f L iD i f f u s i o n i n C o p p e r T h i n F i l mZ h i h u a

2、 X i o n gD i r e c t e d b y p r o f W i n s h e n g L e iAbs t r a c tC o p p e r t h i n f i l t h i s t h e mo s t c o m m o n l y u s e d ma t e r i a l f o r c u r r e n t c o l l e c t o r o f a n

3、 o d ef o r L i - i o n b a t t e r i e s b e c a u s e i t i s s t a b l e d u r i n g c h a r g e l d i s c h a r g e p r o c e s s e s . R e c e n t l y ,S u z u k i e t a l d i s c o v e r e d t h a t

4、t h e m a s s t r a n s f e r o f l i t h i u m i o n i n t h e c o p p e r l a t t i c e i sp o s s i b l e . w h i c h a r o u s e s p e o p l e ' s i n t e n s i v e i n t e r e s t i n g . B a s e

5、 d o n t h e d e n s i t y f u n c t i o n a lt h e o r y . t h e f i r s t p r i n c i p l e s c a l c u l a t i o n w a s p e r f o r m e d t o i n v e s t i g a t e t h e b u l k , s u r f a c ec o p p

6、e r a n d t h e d i f f u s i o n i n t h e c o p p e r t h i n f i l m . T h e r e l a t e d r e s u l t s a r e o b t a i n e d b y t h ec o m p u t e r s i m u l a t i o n a n d d e s i g n a n d c

7、 a l c u l a t i n g , i n c l u d i n g t h e c o p p e r l a t t i c e c o n s t a n ts u r f a c e e n e r g y , v a c a n c y f o r ma t i o n e n e r g y , v a c a n c y d i f f u s i o n b a r r i e r s

8、 a n d t h e l i t h i u md i f f u s i o n b a r r i e r s t h a t i s t h e m a j o r p u r p o s e o f t h e p a p e r , r e s p e c t i v e l y . G e n e r a l s p e a k i n g ,s o m e u p t o d a t

9、 e r e s u l t s a r e p r e s e n t e d h e r e :F i r s t p r i n c i p l e s c a l c u l a t i o n s a r e c a r r i e d o u t t o s t u d y t h e b a s i c p r o p e r t i e s o f b u l kc o p p e r .

10、 w h i c h i s a l s o t h e s t a r t o f t h e w o r k . T h e c a l c u l a t e d r e s u l t s , w h i c h a r e i n g o o da g r e e me n t wi t h e x p e r i m e n t a l a n d t h e o r e t i c a

11、 l r e s u l t s , s h o w e d t h a t G G A c a n g i v e m o r ea c c u r a t e c a l c u l a t i o n s , a n d c o p p e r l a t t i c e c o n s t a n t a n d c o h e s i v e e n e r g y a r e 0 . 3 6

12、 3 5 n m3 . 7 2 8 e V r e s p e c t i v e l y . A s a r e s u l t , t h e l a t t i c e c o n s t a n t i s o f t e n u s e d i n t h e f o l l o w i n gwo r kA b i n i t i o c a l c u l a t i o n s a r e

13、 p e r f o r m e d , u s i n g a s l a b mo d e l w i t h 6 a t o m- l a y e r s , t oi n v e s t i g a t e t h e c h a r a c t e r o f c l e a n s u r f a c e , s u r f a c e } i i t h v a c a n c y .

14、C a l c u l a t e d r e s u l t sr e v e a l t h a t t h e s u r f a c e e n e r g y o f C u ( 川 ) i s l o w e s t a n d t h e r e l a x a t i o n i s s m a l l e s t . w h i c ha l s o a g r e e w e l l

15、 w i t h t h e e x p e r i me n t a l r e s u l t s . T h e v a l e n c e b a n d mo v e s t o w a r d s t h eF e r m i e n e r g y . T h e v i e w p o i n t s o n t h e c o p p e r v a c a n c i e s f o