[發(fā)明專利]一種N、P元素?fù)诫s改性VO2

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710236244.3
• 申請(qǐng)日: 2017-04-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107133449B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙修建;詹雨迪;李能
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G16C20/30
• 分類號(hào): G16C20/30;G01N25/12
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 喬宇

1.一種N、P元素?fù)诫s改性VO₂材料相變溫度的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

S1、選擇N、P元素對(duì)VO₂材料進(jìn)行摻雜，通過(guò)材料模型構(gòu)建軟件構(gòu)建不同相以及不同元素?fù)诫s的多個(gè)VO₂元素差異模型；

S2、通過(guò)模擬優(yōu)化軟件VASP對(duì)VO₂元素差異模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，計(jì)算得到各個(gè)VO₂元素差異模型達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的晶格常數(shù)、形成能和態(tài)密度，根據(jù)不同元素?fù)诫s的VO₂模型的形成能大小得出最佳摻雜元素的種類；

S3、選擇VO₂材料中N、P元素不同的摻雜配比，通過(guò)材料模型構(gòu)建軟件構(gòu)建不同摻雜配比的多個(gè)VO₂配比差異模型；

S4、通過(guò)模擬優(yōu)化軟件VASP對(duì)VO₂配比差異模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，計(jì)算得到各個(gè)VO₂配比差異模型達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的形成能和態(tài)密度，根據(jù)VO₂元素差異模型和VO₂配比差異模型的態(tài)密度繪制態(tài)密度圖，根據(jù)VO₂元素差異模型和VO₂配比差異模型的形成能計(jì)算相變溫度，結(jié)合態(tài)密度圖和相變溫度的變化量，得出最佳摻雜元素的配比；

步驟S1中的VO₂元素差異模型包括：

對(duì)VO₂材料中的單斜相VO₂材料建立2×2×1的超晶胞，得到未摻雜的單斜相VO₂超晶胞模型；

對(duì)VO₂材料中的四方相VO₂材料建立2×2×2的超晶胞，得到未摻雜的四方相VO₂超晶胞模型；

對(duì)VO₂材料中的單斜相VO₂材料建立2×2×1的超晶胞，選取任意一個(gè)晶胞單原體的1個(gè)O原子用N原子替換，得到N摻雜配比為3.125at％的單斜相VO₂超晶胞模型；

對(duì)VO₂材料中的四方相VO₂材料建立2×2×2的超晶胞，選取任意一個(gè)晶胞單原體的1個(gè)O原子用N原子替換，得到N摻雜配比為3.125at％的四方相VO₂超晶胞模型；

對(duì)VO₂材料中的單斜相VO₂材料建立2×2×1的超晶胞，選取任意一個(gè)晶胞單原體的1個(gè)O原子用P原子替換，得到P摻雜配比為3.125at％的單斜相VO₂超晶胞模型；

對(duì)VO₂材料中的四方相VO₂材料建立2×2×2的超晶胞，選取任意一個(gè)晶胞單原體的1個(gè)O原子用P原子替換，得到P摻雜配比為3.125at％的四方相VO₂超晶胞模型；

步驟S3中的VO₂配比差異模型包括：

對(duì)VO₂材料中的單斜相VO₂材料建立2×2×1的超晶胞，選取任意一個(gè)晶胞單原體的2個(gè)O原子用N原子替換，得到N摻雜配比為6.25at％的單斜相VO₂超晶胞模型；

對(duì)VO₂材料中的四方相VO₂材料建立2×2×2的超晶胞，選取任意一個(gè)晶胞單原體的2個(gè)O原子用N原子替換，得到N摻雜配比為6.25at％的四方相VO₂超晶胞模型；

對(duì)VO₂材料中的單斜相VO₂材料建立2×2×1的超晶胞，選取任意一個(gè)晶胞單原體的2個(gè)O原子用P原子替換，得到P摻雜配比為6.25at％的單斜相VO₂超晶胞模型；

對(duì)VO₂材料中的四方相VO₂材料建立2×2×2的超晶胞，選取任意一個(gè)晶胞單原體的2個(gè)O原子用P原子替換，得到P摻雜配比為6.25at％的四方相VO₂超晶胞模型；

通過(guò)模擬優(yōu)化軟件VASP對(duì)模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方法為：

通過(guò)VEST軟件將VO₂元素差異模型和VO₂配比差異模型轉(zhuǎn)為VASP格式，設(shè)置模擬優(yōu)化軟件VASP的四個(gè)輸入文件：計(jì)算控制參數(shù)文件、K點(diǎn)取樣設(shè)置文件、描述體系結(jié)構(gòu)文件和贗式文件，進(jìn)而通過(guò)模擬優(yōu)化軟件VASP得到結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)文件；

該方法中計(jì)算晶格常數(shù)的方法為：根據(jù)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)文件，通過(guò)VEST軟件顯示優(yōu)化穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，根據(jù)顯示結(jié)果得到晶格常數(shù)；

該方法中計(jì)算形成能和態(tài)密度的方法為：根據(jù)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)文件，進(jìn)行靜態(tài)自洽計(jì)算，得到能量最低體系，再對(duì)其進(jìn)行迭代計(jì)算得到形成能，并根據(jù)布里淵區(qū)劃分計(jì)算態(tài)密度。