基于 DFT 和杂化泛函研究 Au2O、Au2O3、Au2O3-x 及纳米片的功能特性，包括自发极化
材料科学
2026-01-27 v1
摘要
我们使用密度泛函理论（DFT）研究了 Au2O 和 Au2O3-x（x = 00.08）的性质，以揭示其卓越的功能特性。杂化泛函理论能准确估计氧化物的带隙（Eg），而本研究的杂化泛函计算确定了 Au2O 的 Eg 值为 0.96 eV，Au2O3 的 Eg 值为 2.86 eV，超过了公认的 Au2O3 Eg 值（0.85 eV）的 300%。此外，我们在 Au2O3 中发现了自发极化（PS），其数值异常大，对催化十分有利。即使在 2 nm 厚的 Au2O3 纳米片中，PS 依然存在，类似于超铁电体，尽管存在由表面重构引起的屏蔽效应，仍能产生 0.6 eV 的电势，这是一种新型的屏蔽机制。当厚度低于 0.8 nm 时，PS 消失，并在 0.4 nm 时出现反转对称性，这为寻找顺电相提供了一种新方法。Au2O 在剪切畸变下表现出超软特性。
引用
@article{arxiv.2601.18165,
title = {Functionalities of Au2O, Au2O3, Au2O3-x, and nanosheets, including spontaneous polarization, using DFT and hybrid functional},
author = {Yukio Watanabe},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.18165},
year = {2026}
}
备注
21 pages, 6 figures, 5 Tables. Results: Au2O3: band gap (Eg) = 2.86 eV, as opposed to the standard Eg = 0.85 eV. A substantial spontaneous polarization) down to 2nm in nanosheets. Au2O:Supersoft under shear distortion. Eg=0.96 eV