(Ba,Ca)TiO$_3$ 与 Ba(Ti,Zr)O$_3$ 固溶体的第一性原理研究
材料科学
2018-06-06 v1
摘要
(Ba,Ca)TiO 和 Ba(Ti,Zr)O 固溶体是无铅压电材料的构筑基元，近来重新引起关注。我们通过第一性原理计算研究这些体系的性质，重点关注晶格动力学以及不同铁电相之间的竞争。我们首先分析了四种母体化合物，以比较它们的性质及各自不同的铁电倾向。我们研究的核心是在虚拟晶体近似和直接超晶胞计算下对二元体系 (Ba,Ca)TiO 和 Ba(Ti,Zr)O 的系统性表征。在 Ca 掺杂情形下，我们发现由于空间位阻效应导致从 位到 位铁电性的逐渐转变，这很大程度上决定了体系的行为。相反，在 Zr 掺杂情形下，行为最终由协同的 Zr-Ti 运动和局域静电作用主导。此外，我们的比较研究揭示，这些固溶体的特定微观物理严重限制了虚拟晶体近似在这些体系中的适用性。
引用
@article{arxiv.1801.08886,
title = {First-principles study of (Ba,Ca)TiO$_3$ and Ba(Ti,Zr)O$_3$ solid solutions},
author = {Danila Amoroso and Andres Cano and Philippe Ghosez},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.08886},
year = {2018}
}