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基于第一性原理计算模拟 BaTiO$_3$ 的电导率

材料科学 2012-01-19 v1

摘要

基于密度泛函理论内的第一性原理计算数据,计算了典型钙钛矿 \Ba\Ti\O3\Ba\Ti\O_3 的电导率对氧分压的依赖性。通过自洽确定电子化学势获得平衡点缺陷浓度。这使得能够推导给定温度和化学环境下的载流子浓度,并最终得出电导率。若假设存在浓度为 1017\cm310^{17}\,\cm^{-3} 的偶然受主掺杂能级,计算结果与实验数据吻合极好。研究表明,双电荷氧空位是导致缺氧条件下高温 nn 型导电的原因。在大氧压下观察到的高温 pp 型导电分别归因于富 Ti 和富 Ba 条件下的钡空位和钛 - 氧双空位。最后,讨论了本方法与点缺陷热力学质量作用定律方法之间的联系。

关键词

引用

@article{arxiv.1201.3853,
  title  = {Modeling the electrical conductivity in BaTiO3 on the basis of first-principles calculations},
  author = {Paul Erhart and Karsten Albe},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1201.3853},
  year   = {2012}
}

备注

9 pages, 5 figures