基于第一性原理研究三氧化二钇本征点缺陷的热动力学性质

来源：上海理工大学学报杂志2020年第2期北京时间：

作者：王炳佳，刘廷禹，姚君涛

单位：上海理工大学 理学院, 上海 200093,上海理工大学 理学院, 上海 200093,上海理工大学 理学院, 上海 200093

摘要：通过第一性原理计算软件VASP和晶格动力学软件GULP对氧化钇晶体中的晶格常数、振动熵、热力学跃迁能级和本征点缺陷形成能进行模拟计算，在考虑晶格振动熵贡献的情况下，得到空位、填隙以及反位的缺陷形成能与温度和氧偏压之间的变化关系。计算结果表明，当压强一定时，随着温度的不断升高，价带顶附近最稳定的缺陷为${m{Y}}_{m{i}}^{ {ext{·\!\!\!·\!\!\!·}} }$，导带底附近最稳定的缺陷由${m{V}}_{m{Y}}^{'''}$过渡到${m{O}}_{m{i}}^{''}$。计算结果还表明，可利用改变温度和控制氧偏压来调节氧空位的类型和浓度。给出了点缺陷随环境条件变化的二维、三维分布图，可为晶体生长和退火环境的选取提供理论依据。

关键词：Y2O3;密度泛函理论;点缺陷;热动力学