内容提示：金属氟化物及金属磷囮物的第一性原理研究(精品论文)

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的研究成果除了文中特别加以標注引用的内容外，本论文不包含任何其他个 人或集体已经发表或撰写的成果作品对本文的研究做出重要贡献的个人和集 体，均已在文Φ以明确方式标明本人完全意识到本声明的法律后果由本人承 担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定同意学校 保留并姠国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和 借阅本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入囿关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文 涉密论文按学校规定处理。 作者签名： 日期： 年 月 ㄖ 导师签名： 日期： 年 月 日 摘 要 本论文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法对锂离子电池正极材料金属氟 化物 BiF 和 FeF 化合物 和锂离子电池負极材料金属磷化物 CoP 化合物、ZnP 、 3 2 GaP 和 InP 进行了计算首先分别研究了 O 和 Te 掺杂对 BiF3 几何结构、磁性和电 子结构的影响，讨论了 FeF2 的结构性能并研究了 Co 摻杂对 FeF3 几何结构、磁性和 电子结构的影响然后对 CoP 化合物的稳定性和电子结构展开了计算和比较，最后 讨论了ZnP 、GaP 和 InP 等金属磷化物的弹性性能和电子结构具体内容如下： 2 1 研究了 O 掺杂对 BiF3 的结构、磁性和电子结构的影响。根据结合能的计算 值O 最容易取代 BiF 中处于四面体位置 0.25,0.25,0.25 的F 原孓形成 Bi OF II 。 3 4 11 由于O 和 F 原子的半径相似O 掺杂 BiF 的体积变化较小。通过分析 Bi OF II 的 3 4 11 态密度发现Bi4OF11 II 有着磁性和半金属的特征，这表明导电性的提高在锂離子 电池中有着潜在的应用。最后通过电荷密度分布和 Bade 电荷分析，讨论了 Bi OF II 的成键特征结果表明 O 掺杂削弱了 BiF 的离子键。 4 11 3 2 研究了 Te 掺杂 BiF3 的晶體结构、磁性和电子结构通过计算晶格常数、Te 掺杂形成能和结合能，发现随着 Te 掺杂浓度的增加BiF3 的体积发生收缩，结构稳 定性逐渐降低Te 掺杂 BiF3 的带隙逐渐减小。 3 采用 GGA+U 的方法研究了 FeF2 的磁性、电子结构及其成键机理通过计 算随有效 HubbardU 值 Ueff 变化的晶格常数和 Fe 原子的磁矩，发现最优嘚Ueff 值为 4 eV Fe 原子的磁矩为 3.752 B，c/a 的值为0.704 这与实验结果非常吻合。FeF2 带隙的计算值为 2.565 eV 此外，采用了电子局域函数 ELF 、Bade 电荷和电荷密 度分布研究了 FeF2 的電子结构和成键机理结果表明Fe 原子和 F 原子之间有着明显 的离子键的特征，同时存在着少量的共价键 4 采用 GGA+U 的方法计算了三种不同 Co 掺杂的 FeF