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TiO_2(110)表面弛豫的密度泛函理论研究

邹秀娟  丁开宁  章永凡  李俊篯  
【摘要】:金红石型TiO_2是一种重要的半导体过渡金属氧化物,其(110)面已被证实是热力学最稳定的表面。对TiO_2(110)表面弛豫的研究,已有许多的报道。实验与理论对于Ti(5f),Ti(6f)和O(3f)的弛豫值与方向的研究结果一致,但对于O(2f)的弛豫方向仍存在争议。因此,本文采用基于密度泛函理论(DFT)的DMol~3程序包系统地研究了各种交换势和相关泛函对TiO_2(110)表面弛豫的影响。计算中选取3×1的九层TiO_2(110)超晶胞模型,固定下面六层,精度设为中等,所有原子采用加极化的全电子DNP基组。计算结果如表1所示,研究表明,选用GGA-HTCH/BOP泛函计算得到的表面能最低,但只有后者的O(2f)弛豫方向与最新的实验报道相一致,因此用GGA-BOP泛函来研究TiO_2(110)的表面弛豫相对精确。

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