Ideāla un defektīva svina cirkonāta atomāra un elektroniskā struktūra: aprēķini no pirmajiem principiem

Abstract

Aprēķini no pirmajiem principiem ir viena no plašāk izmantojamām metodēm atšķirīgu materiālu teorētiskiem pētījumiem. Šajā darbā CRYSTAL programma tika izmantota, lai izpildītu aprēķinus no pirmajiem principiem. Šī programma izmanto kvantu ķīmijas metodes, kuras ir bāzētas uz Hartrī-Foka un blīvuma funkcionāļa teorijas metodēm. Šajā darbā ideāla un defekta saturoša (F-centru) svina cirkonāta (PZO) atomāras un elektroniskās struktūras apjomā un (001) virsmā tika aprēķinātas. Iegūti rezultāti ir salīdzināti ar stroncija titanāta (STO) un svina titanāta (PTO) aprēķiniem. Teorētisko aprēķinu rezultāti, kuri ir iegūti ar CRYSTAL programmas palīdzību, ir kvalitatīvā saskaņā ar zināmajiem eksperimentālajiem rezultātiem.

Calculations from the first-principles are widely used techniques for theoretical investigation of various materials. In this work CRYSTAL program has been applied to perform the first-principle calculations. Quantum chemistry approaches based on Hartree-Fock and density functional theory methods are implemented in this program. Atomic and electronic structures of bulk and (001) surface of ideal and defective (F-center) lead zirconate (PZO) have been calculated. The obtained results are compared with similar results calculated on strontium titanate (STO) and lead titanate (PTO). Results calculated by means of CRYSTAL program are in qualitative agreement with published experimental data.