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化学
BaTiO_3和SrTiO_3薄膜生长初期化学分子反应机理
本文采用B3LYP密度泛函方法,研究了BaO、SrO与TiO2形成BaTiO3、SrTiO3及TiO2二聚形成Ti2O4的微观反应机理,获得了相应的中间体、过渡态及反应活化能。采用自然键轨道NBO方法分析了反应过程中各中间体和过渡态的成键情况、轨道间的相互作用以及原子的电荷。计算结果表明,形成BaTiO3、SrTiO3和Ti2O4反应活化能分别为16.3、17.3和9.6 kJ/mol,TiO2形成二聚体活化能相对较小,从理论上解释了实验过程中观测到TiO2二聚体;但SrO、BaO和TiO2形成BaTiO3、SrTiO3的反应过程中,形成最初的稳定中间体时分别放热484.7和534.7 kJ/mol,且活化能较低,轨道间相互作用较强,静电引力作用显著,有利于SrTiO3和Ba-TiO3薄膜生长初期以TiO2为中心,结合BaO和SrO成核生长,从而有利于单元胞的进一步形成。
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化学研究与应用
2012年10期

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