用第一性原理研究Cr掺杂VO2的相变温度和电子结构

摘要：

二氧化钒(VO2)因具有良好的热致变色性能而成为建筑节能材料的研究热点,但其较高的相变温度Tc(340 K)一直是影响VO2实际应用的障碍.应用第一性原理计算了 Cr原子掺杂VO2(替代掺杂V原子位和间隙掺杂)的形成亥姆霍兹自由能、相变温度、能带和态密度.计算结果表明,VO2的R相和M相的掺杂体系的形成亥姆霍兹自由能都比相应的纯VO2的形成亥姆霍兹自由能小,说明掺杂容易进行.另外,使用焓变近似估计了VO2的相变温度,计算结果表明,Cr原子替代掺杂VO2体系和间隙掺杂VO2体系的相变温度分别是315 K和238 K,比纯VO2的相变温度340 K要小.另外,CrV31O64体系和CrV32O64体系对应的带隙Eg1分别是0.371 eV和0.257 eV,小于纯VO2的带隙0.689 eV,带隙的减小有利于相变温度的降低,说明Cr原子掺杂VO2可以降低相变温度.这些发现将为实验工作提供一种新的调节VO2相变的方法.

关键词：密度泛函理论、二氧化钒、铬、掺杂、带隙、相变温度

所属期刊栏目：33

分类号：O734(晶体物理)

资助基金：福建省自然科学基金项目;泉州市科技计划

在线出版日期：2023-04-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：534-541