VB金属离子掺杂TiO2金红石构型与稳定性的分子动力学研究

计算物理 ›› 2009, Vol. 26 ›› Issue (4): 609-616.

VB金属离子掺杂TiO₂金红石构型与稳定性的分子动力学研究

潘海波, 张丽盆, 黄金陵

福州大学功能材料研究所, 福建福州 350002

收稿日期:2008-01-28 修回日期:2008-09-15 出版日期:2009-07-25 发布日期:2009-07-25
作者简介:潘海波(1962-),Male,Fujian, Fuzhou, Associated Professor, Research on computer simulation in physics and chemistry.
基金资助:
National Natural Science Foundation of China(20771026)

Configuration and Stability of TiO₂-rutile Doped with VB Metal Ions: Molecular Dvnamics Simulation

PAN Haibo, ZHANG Lipen, HUANG Jinling

Institute for Research on the Functional Materials, Fuzhou University, Fuzhou 350002, China

Received:2008-01-28 Revised:2008-09-15 Online:2009-07-25 Published:2009-07-25
Supported by:
National Natural Science Foundation of China(20771026)

摘要/Abstract

摘要： 在300 K与101 325 Pa下,用分子动力学模拟研究0.5mol%,2.1mol%,3.8mol%VB金属离子(V⁵⁺,b⁵⁺,Ta⁵⁺)TiO₂金红石构型与总能量.当掺杂离子浓度为2.1mol%时,离子位置具有较小的平方位移,及较明显的原子晶面与高的稳定性,金红石构型保持较好的完整性.其中,与V⁵⁺,Ta⁵⁺掺杂离子相比,Nb⁵⁺离子由于具有Ti⁵⁺相匹配的价态与离子半径,能够较好地溶入到TiO₆八面体中.

关键词: 分子动力学模拟, 金红石相, 掺杂TiO₂, 构型, 稳定性

Abstract: Molecular dynamics simulation is made to study configuration and total energy of 0.5 mol%,2.1mol%,3.8mol% VB transition metal ions (V⁵⁺,Nb⁵⁺,Ta⁵⁺)/TiO₂ in rutile at 300K and 101 325 Pa.As 2.1mol% Ti⁴⁺ is substituted by dopants,configuration remains well with less mean-square displacements (MSDs),distinct planes of atoms and higher stability.Nb⁵⁺ incorporates into TiO₆ octahedra well and shows a large solubility in TiO₂ compared with V⁵⁺ or Ta⁵⁺ due to comparable valence and ionic radius between Nb⁵⁺ and Ti⁴⁺.

Key words: molecular dynamics simulation, rutile, doped TiO₂, configuration, stability

中图分类号:

O561.2

潘海波, 张丽盆, 黄金陵. VB金属离子掺杂TiO₂金红石构型与稳定性的分子动力学研究[J]. 计算物理, 2009, 26(4): 609-616.

PAN Haibo, ZHANG Lipen, HUANG Jinling. Configuration and Stability of TiO₂-rutile Doped with VB Metal Ions: Molecular Dvnamics Simulation[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2009, 26(4): 609-616.

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