六钛酸钾(K_2Ti_6O_(13))晶须几何构型、能量及电子结构的第一性原理计算  被引量:12

First-principles Calculation of the Geometric Configuration,Energies and Electronic Structures of Potassium Hexatitanate Whisker

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作  者:华熳煜[1,2] 李益民[1] 李夏[3] 

机构地区:[1]中南大学粉末冶金研究院,长沙410083 [2]长沙理工大学汽车与机械工程学院,长沙410004 [3]中南大学化学化工学院,长沙410083

出  处:《人工晶体学报》2011年第6期1573-1579,共7页Journal of Synthetic Crystals

基  金:湖南省自然科学基金(08JJ3100);湖南省科技计划项目(2010FJ4094)

摘  要:本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,对具有单斜结构六钛酸钾(K2Ti6O13)晶体的几何构型、能量及电子结构进行系统研究。计算所得K2Ti6O13晶体的晶格常数、原子位置等晶胞参数均与实验值吻合,且形成热与结合能的计算结果显示该晶体具有较高的相结构稳定性;进一步的电子结构分析表明,K2Ti6O13晶体呈现具有间接带隙的半导体性质,在K2Ti6O13内部,Ti-O间成键作用明显强于K-O,而K-Ti间却未明显成键,且Ti(d)与O(p)轨道电子间较强的共价键相互作用直接决定了K2Ti6O13晶体的相结构稳定性。The geometric configuration, energies and electronic structures of monoclinic potassium hexatitanate (K2Ti6O13) were investigated systematically by first-principle calculation method based on density functional theory. It is found that the crystal primitive cell parameters including lattice constantsand atomic positions calculated here are in good agreement with the experimental data. The calculation results of formation heat and cohesive energy reveal that K2Ti6O13exhibits high structural stability.Further analysis of the electronic structures shows that the potassium hexatitanate is wide-band semiconductor. Within K2Ti6O13 crystal, the Ti-O bonding interactions are stronger than that of K-O, while no apparent K-Ti bonding interactions can be observed. The structural stability of K2Ti6O13 is closely depended on covalent bond interactions between Ti (d) and O(p) orbits.

关 键 词:钛酸钾晶须 K2Ti6O13 形成热 结合能 电子结构 

分 类 号:TG132.5[一般工业技术—材料科学与工程]

 

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