TiO_2 A→R相变的从头算和密度泛函计算研究  

Ab Initio and DFT Calculations Studies on A→R Phase Transition of TiO_2

作　　者：张海东[1] 

机构地区：[1]重庆工商大学废油资源化技术与装备教育部工程中心催化研究所,重庆400067

出　　处：《材料导报（纳米与新材料专辑）》2009年第2期264-266,279,共4页

基　　金：教育部科学技术研究重点项目(208119);重庆市教育委员会科学技术研究项目(KJ080703);重庆市科委自然科学基金计划资助项目(CSTC;2008BB6061)

摘　　要：采用模型化学方法,利用从头算(Ab inito)和密度泛函(DFT)方法计算研究了氧化钛Ti_5O_(10)簇模型和V^(4+)同晶置换Ti原子的簇模型在A→R相变中的能量变化、角度崎变方式、V^(4+)取代位置、前线轨道变化。结果表明,V_2O_5晶格失去1个O原子而形成的V_2O_4物种具有金红石型结构,可诱导或促进TiO_2的A→R相变。Ti_4VO_(10)簇中的成单α电子对体系的前线轨道产生影响;价层电子分布的这种不平衡可能是导致锐钛型结构中Ti-Ti晶格发生畸变、在加热过程中更容易向金红石型结构转变的推动力。Ab initio and DFT calculations of the Ti5O10 cluster models of TiO2 and V^4＋ isomorphous replaced cluster models are carried out to study the change of total energy, the ways of angular distortion, the change of frontier orbitals and Ti^4＋ in the model which preferentially substituted by V^4＋. The calculations reflect that the V2O4 species, which has a rutile-like structure, can promote the A→R phase transition of TiO2. The single α electron in Ti4 VO10 cluster model makes change to the frontier orbitals and the uneven contribution of electrons in valence shell may be the force driving the angular distortion in anatise lattice to rutile-like structure.

关 键 词：TIO2 相变 从头算 密度泛函 

分 类 号：O561.1[理学—原子与分子物理]