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快离子导体AgxTiS2中Ag^+离子-空位的二维基态结构与能量性质研究
Study on the structural and energetic properties of two-dimensional ground state of Ag^+ ion-vacancy in fast ionic conductor Ag_xTiS_2

作  者: ; ;

机构地区: 天津大学理学院现代材料物理研究所

出  处: 《物理学报》 2008年第3期1823-1828,共6页

摘  要: 根据Ag+离子-空位的二维有序结构建立了三维晶胞模型.采用局域密度近似下的平面波赝势方法,对有序AgxTiS2(x=0,1/4,1/3,1/2,2/3,3/4,1)系列进行了几何结构优化和总能量计算,并与LixTiS2系列进行了对比研究.有序AgxTiS2系统的晶格参量增量Δa0和Δc0随离子浓度单调增加,与实验结果符合得较好.有序AgxTiS2和LixTiS2系统的总能量均随插层离子浓度增加线性下降,且前者下降较快.有序AgxTiS2(x=0,1/4,1/3,1/2,2/3,3/4,1)系统的形成能均小于零,表明其基态性质.具有3a0×3a0超结构的Ag1/3TiS2系统的形成能最低.能量性质的对比显示,有序AgxTiS2系统的形成能较低,有序-无序相变温度较高,离子扩散活化能较高.根据计算结果对有关实验给出了合理解释. Three-dimensional cell models are constructed for fast ionic conductor Ag^+ TiS2 according to the two-dimensional ordered structure of Ag^+ ion-vacancy. Geometry optimization and total energy computation are performed for ordered Ag^+ TiS2 (x = 0,1/ 4,1/3, 1/2,2/3,3/4, 1 )series using plane-wave pseudo-potential method based on local density approximation to densityfunctional theory, and the results are compared with the LixTiS2 series. The increments of lattice parameters △a0 and △c0 increase monotonically with increasing ion concentration, which well accords with experimental results. The total energies of Ag^+ TiS2 and LixTiS2 system decrease linearly with increasing ion concentration, and the former decreases more rapidly. The negative formation energies of Ag^+TiS2 (x = 1/4, 1/3, 1/2, 2/3, 3/4)system indicate their ground state property, among which the formation energy of Ag1/3 TiS2 system with √3a0×√3a0superstructure is the lowest. The formation energy of ordered Ag, TiS2 (x = 1/4, 1/3, 1/2, 2/3, 3/4)system is lower than that of LixTiS2 system, implying higher temperature of order-disorder transition and higher activation energy of ionic diffusion. Reasonable explanation for related experimental results are presented according to these computational results.

关 键 词: 有序 无序相变 离子扩散 第一性原理计算 二维基态结构 快离子导体

领  域: [理学]

相关作者

作者 苏衡彦
作者 陈创新
作者 朱津裘

相关机构对象

机构 顺德职业技术学院
机构 顺德职业技术学院经济管理学院
机构 华南师范大学
机构 华南理工大学
机构 广东外语外贸大学英语语言文化学院外国语言学及应用语言学研究中心

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