Si原子在CeO2(111)表面吸附与迁移的第一性原理研究

为探究Si原子在CeO₂(111)表面吸附的微观行为,采用第一性原理的方法研究了Si原子在CeO₂(111)表面的吸附作用、电子结构和迁移过程,计算了Si原子在CeO₂(111)表面的吸附能,最稳定及次稳定吸附位置的电子态密度与电荷密度分布、迁移激活能。计算结果表明：Si原子最易吸附于基底表层的O原子上,其中O桥位（O_bri）吸附作用最强,O顶位（O_t）和O三度位（O_h）吸附强度次之。Si原子仅对其最邻近的表层O原子结构影响较大,这与Si原子及其最邻近的O原子间电荷密度重叠程度增强的结果一致。Si原子最易围绕着O_t位从O_bri位向O_h位迁移,迁移所需激活能为0.849 eV。     

La掺杂对CeO_2的力学性能的影响

采用基于密度泛函理论(DFT)下的第一性原理,优化得到CeO_2的平衡态晶格常数为5.46,研究不同浓度La掺杂CeO_2的弹性常数、体模量、剪切模量和弹性模量等力学性能参数。计算结果表明:La掺杂通过置换Ce进入CeO_2形成稳定结构,低浓度掺杂对体系力学性能影响不大,同时会增大体系各项同性,有利于提高被抛光件表面的光洁度;但当掺镧量的原子百分数超过25%时,CeO_2力学性能急剧下降。