受主掺杂锆酸钡中氧空位与质子的尺寸与形状
材料科学
2015-09-01 v2
摘要
采用密度泛函理论（DFT）计算研究了受主掺杂锆酸钡中缺陷引起的化学膨胀。水合反应涉及的两种缺陷物种，即带+2电荷的氧空位和形成氢氧根离子的间隙质子，被同时考虑为自由缺陷以及与掺杂剂Y、In、Sc和Ga相关联的情况。引入了缺陷诱导应变张量λ，它将普通化学膨胀自然地推广到三维和各向异性畸变。空位和质子的加入均引起各向异性畸变和晶格净收缩，表明空位和氢氧根离子均小于氧离子。空位的收缩明显更大，而在水合过程中（当一个空位被填充并加入两个质子）的净效应是膨胀，与实验结果一致。研究发现，即使假设空位和质子均与晶格中的掺杂原子完全关联，掺杂剂对水合化学膨胀的影响也相当小。
引用
@article{arxiv.1502.06432,
title = {Size and shape of oxygen vacancies and protons in acceptor-doped barium zirconate},
author = {Erik Jedvik and Anders Lindman and Magnús Þór Benediktsson and Göran Wahnström},
journal= {arXiv preprint arXiv:1502.06432},
year = {2015}
}