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Pb_0.5Sr_0.5TiO₃精细结构的第一性原理分析

张威虎张富春张志勇阎军峰

金属学报

在广义梯度近似下, 采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理和虚拟晶体近似 (VCA) 方法, 计算了Pb_0.5Sr_0.5TiO₃ (PST)电子结构及其属性. 分析了PST固溶体总体能量变化趋势, 确定了A位离子在铁电相的平衡构型. 计算结果表明: 在PST固溶体中, 当Ti原子相对于氧八面体沿[001]方向发生约0.012 nm偏心位移, PST出现能量极小值.O 2p和Ti 3d轨道的强杂化以及部分O---Pb和O---Sr轨道杂化间接增强了TiO₆八面体的畸变, 体系总能量降低, 促进了PST铁电畴变的形成.

关键词: Pb_0.5Sr_0.5TiO₃ (PST) , fine structure , ferroelectric , first--principle , virtual crystal approximation (VCA)