高Si掺杂RuO_2材料的晶体结构、电子结构和导电性  

Crystal structures, electronic structures and conductivity of Si highly doped RuO_2

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作  者:李国荣 邹翔达 王启凡 王欣[1] 唐中帜[2] 周扬杰 唐电[1,2] LI Guorong;ZOU Xiangda;WANG Qifan;WANG Xin;TANG Zhongzhi;ZHOU Yangjie;TANG Dian(College of Materials Science and Engineering,Fuzhou University,Fuzhou 350108,Fujian,China;Institute of Materials Research,Fuzhou University,Fuzhou 350216,Fujian,China;Fujian Institute of Metallurgical Engineering,Fuzhou 350111,Fujian,China)

机构地区:[1]福州大学材料科学与工程学院,福建福州350108 [2]福州大学材料研究所,福建福州350216 [3]福建省冶金研究所,福建福州350111

出  处:《化工学报》2018年第8期3717-3723,共7页CIESC Journal

基  金:国家自然科学基金项目(11374053);福建省教育厅高校专项项目(JK2017005)~~

摘  要:通过密度泛函理论(density functional theory,DFT)的第一性原理,研究了高Si掺杂的(Ru1-x Six)O2(x=0、0.125、0.25、0.375、0.5)固溶体材料的晶体结构特征;对采用热分解制备的Si掺杂Ru O2的相分析,证实了通过合适的热分解工艺,可以实现高浓度Si的代位掺杂;能带结构研究显示,高Si掺杂Ru O2材料始终保持金属特性;态密度分析表明,Si可以提供少许Si-3p电子,但导电主体仍来自Ru-4d与O-2p电子;高Si掺杂(Ru1-x Six)O2的电导率随Si掺杂量的变化符合一阶指数衰减趋势。The first-principle method based on the density functional theory(DFT)was performed to investigate the crystal structural characteristics of highly Si-doped(Ru1-xSix)O2(x=0,0.125,0.25,0.375 and 0.5).The phase analysis of Si-doped RuO2 evidently proves that the high concentrated Si solid solutions are achieved by thermal decomposition with proper annealing process.The band structures show that the highly Si-doped RuO2 always maintains metallic nature.The density of states suggests that the electrical conductive-hosts originate from Ru-4d and O-2p electrons,along with small amount Si-3p electrons.The descending of electrical conductivity of Si-doped(Ru1-xSix)O2 abides by the single exponential attenuation trend with increasing Si doping.

关 键 词:二氧化硅 二氧化钌 催化剂 计算机模拟 晶体结构 电子结构 导电性 

分 类 号:TG146.7[一般工业技术—材料科学与工程] O472.4[金属学及工艺—金属材料]

 

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