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稀散金屬摻雜鐵酸鋅電子結構和浸出性的第一性原理研究
郝名葉 中南大學冶金與環境學院; 湖南長沙410006
關鍵詞：鐵酸鋅 銦 鎵 電子結構 浸出
摘要：采用基于密度泛函理論(DFT)的第一性原理方法,研究了銦、鎵占據鐵酸鋅中四面體和八面體間隙對其晶體結構、電子結構以及浸出性的影響,具體分析了價鍵結構、能帶、態密度、差分電荷密度等。計算結果表明:In和Ga原子進入鐵酸鋅晶格中均會破壞晶格的對稱性,In原子的取代相對于Ga對晶格體積的影響要更大一些;無論是In原子還是Ga原子,都更傾向于占據鐵酸鋅的Zn位;能帶及態密度計算結果表明,In和Ga原子取代后,材料的性質轉變為半金屬、金屬屬性,且In原子的4d態和Ga原子的3d態電子最為活躍,與O原子相互結合緊密;In、Ga原子進入鐵酸鋅晶格中,會削弱其周圍其它的氧化鍵,使得Zn-O鍵和Fe-O鍵變弱,更易被破壞,強化了鐵酸鋅的浸出。
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