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Ag/Al₂O₃ 界面结构与O₂分压关系的原子级热力学模拟

冯纪伟 , 张文清 , 江莞

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2007.00119

采用第一原理方法研究了Al终断(Al-terminated), O终断(O-terminated), Al2终断(Al2-terminated)的Ag/ \alpha -Al ₂O₃界面. 基于原子级热力学模拟,建立了Ag/Al₂O₃界面结构与O₂分压关系. 分别采用了参考Al化学势和参考O化学势作为环境变量的两种近似处理方法, 发现它们预测的从Al终断向O终断转变的氧分压点相差约4个数量级. 通过对界面热容的估算,判断出更准确的结果应在两个近似之间, 而且用Al化学势作参照的结果应与实验结果更接近. Ag/Al₂O₃界面结构与O₂分压的关系与文献报道的相应润湿性(wetting)实验具有同样的趋势. 理论预测的结构转变点与实验结果的误差在合理的范围内.

关键词: Al2O3界面 , first-principles calculation , ab initio thermodynamics

Ag/Al2O3界面结构与O2分压关系的原子级热力学模拟

冯纪伟 , 张文清 , 江莞

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2007.01.024

采用第一原理方法研究了Al终断(Al-terminated),O终断(O-terminated),Al2终断(Al2-terminated)的Ag/α-Al2O3界面.基于原子级热力学模拟,建立了Ag/Al2O3界面结构与O2分压关系.分别采用了参考Al化学势和参考O化学势作为环境变量的两种近似处理方法,发现它们预测的从Al终断向O终断转变的氧分压点相差约4个数量级.通过对界面热容的估算,判断出更准确的结果应在两个近似之间,而且用Al化学势作参照的结果应与实验结果更接近.Ag/Al2O3界面结构与O2分压的关系与文献报道的相应润湿性(wetting)实验具有同样的趋势.理论预测的结构转变点与实验结果的误差在合理的范围内.

关键词: Al2O3界面 , 第一原理 , 原子级热力学模拟

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