LiAlO$_2$ 中的声子与锂扩散
材料科学
2021-05-19 v1
摘要
我们报道了基于非弹性中子散射（INS）测量 {\gamma}-LiAlO 在 473 K 至 1073 K 下的声子态密度（DOS），并结合第一性原理分子动力学（AIMD）模拟，对 LiAlO 中声子与锂扩散的研究。我们发现，与锂振动相关的声子模式随升温而展宽，这反映在所测声子态密度中，并在模拟中得到重现。此外，AIMD 模拟探究了锂在完美晶相（{\gamma}-LiAlO）、含锂空位结构以及相关非晶相中的扩散性质。在高温下对这三种结构的 AIMD 模拟中，观察到近乎液态的超离子扩散；其预测起始温度分别为：完美结构 1800 K、空位结构 1200 K、非晶相 600 K。在理想结构中，锂原子表现出关联跳跃；而在空位结构中可见简单跳跃与关联跳跃并存，在非晶结构中则出现跳跃与连续扩散的混合。进一步，我们发现所有情况下锂扩散均得益于邻近 AlO4 四面体较大的摆动幅度，且非晶结构因 AlO4 四面体取向的宽泛分布而开启了额外的扩散路径。
引用
@article{arxiv.2008.03190,
title = {Phonons and Lithium diffusion in LiAlO$_2$},
author = {Mayanak K. Gupta and Ranjan Mittal and Baltej Singh and Olivier Delaire and Srungarpu N. Achary and Stephane Rols and Avesh K. Tyagi and Samrath L. Chaplot},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.03190},
year = {2021}
}
备注
31 Pages, 14 figures