结合第一性原理和热力学计算对HfO2晶体本征点缺陷的预测

摘要：

基于第一性原理和热动力学方法模拟计算得到了不同温度和氧分压下HfO2晶体本征点缺陷的形成能，并讨论了各种点缺陷的形成能随费米能级变化的规律.结果表明：当费米能级在价带顶附近时，随着温度和氧分压的变化，出现了不同的最稳定点缺陷(O0i、V2+O3和Hfi4+).当费米能级大于3.40 eV时，主要点缺陷是带-4价的Hf空位.该晶体除Hf空位在价带顶附近出现了奇数价态，其它的点缺陷都只显现偶数价态，这表明该晶体的点缺陷具有典型的negative-U特性.本文还计算得到了该晶体可能存在的最稳定点缺陷在温度、氧分压和费米能级三维空间的分布，这为分析该晶体在不同条件下可能出现的点缺陷类型提供清晰的图像，为调控晶体点缺陷的形成提供参考.

关键词：密度泛函理论、点缺陷、热力学、二氧化铪晶体

分类号：O641(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：The project was supported by the Foundation of Hujiang, China B14004.沪江基金B14004

在线出版日期：2015-04-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：441-447