[發明專利]金屬氧化物界面調控的方法

有效

• 申請號: 201710903506.7
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN107704676B
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 孫文明;張艷鵬;劉靜;汪洪
• 申請（專利權）人: 中國建筑材料科學研究總院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06K9/62
• 代理公司: 11348 北京鼎佳達知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 王偉鋒;劉鐵生

1.一種金屬氧化物界面調控的方法，其特征在于：包括，

獲取第一氧化物的第一晶胞構型和第二氧化物的第二晶胞構型，采用所述的第一晶胞構型和所述的第二晶胞構型構建氧化物界面模型；

計算所述的氧化物界面模型的錯配度，當所述的錯配度大于n％時，則調整所述的第一晶胞構型和/或所述的第二晶胞構型，調整后構建第一氧化物界面，獲取所述的第一氧化物界面的物理性質；當所述的錯配度小于或等于n％時，則向所述的氧化物界面中摻雜適格元素，構建第二氧化物界面，獲取所述的第二氧化物界面的物理性質；

所述的適格元素的確定方法包括，

將所述的第一晶胞構型或第二晶胞構型擴張，得到第一超晶胞構型或第二超晶胞構型，利用密度泛函理論和數據挖掘技術，依次采用不同的待測元素對所述的第一超晶胞構型或第二超晶胞構型中的氧化物進行替換，篩選出第一適格元素；

獲取第一晶胞構型或第二晶胞構型的晶胞表面，將所述的晶胞表面擴張，得到超晶胞表面，依次將所述的第一適格元素引入所述的超晶胞表面，篩選出未在超晶胞表面中偏析的第二適格元素；采用超晶胞表面、未擴張的晶胞表面、第二適格元素構建氧化物超晶胞表面模型，得到所述的第二氧化物界面；

所述的第一適格元素的篩選方法包括，

將所述的第一晶胞構型或第二晶胞構型擴張，得到第一超晶胞構型或第二超晶胞構型，依次采用不同的待測元素對所述的第一超晶胞構型或第二超晶胞構型中的氧化物進行替換，得到摻雜超晶胞構型，使用密度泛函方法優化所述的摻雜超晶胞構型，并獲取優化后摻雜超晶胞構型的晶格常數；

以所述的晶格常數、待測元素的物理參數構建數據挖掘的訓練集，以所述的晶格常數為因變量，以待測元素的物理參數為自變量，建立支持向量回歸模型；

采用交叉驗證法優化所述的支持向量回歸模型，

采用優化后的支持向量回歸模型獲得非待測元素超晶胞構型的晶格常數的預測值，

在所述的晶格常數中選取有擴張晶格或收縮晶格的對應的元素，得到第一適格元素。

2.根據權利要求1所述的一種金屬氧化物界面調控的方法，其特征在于：

所述的氧化物界面模型的構建方法包括，

從在線材料數據庫中獲取所述的第一晶胞構型和第二晶胞構型；

將所述的第一晶胞構型和第二晶胞構型導入結構視圖軟件中，切割晶胞構型，得到第一表面組和第二表面組；

采用結構視圖軟件，將所述的第一表面組中的表面與所述的第二表面組中的表面進行對接，得到所述的氧化物界面模型。

3.根據權利要求1所述的一種金屬氧化物界面調控的方法，其特征在于：

所述的待測元素的數量大于或等于16種，且所述的待測元素的最外層電子排布在不同的軌道。

4.根據權利要求1所述的一種金屬氧化物界面調控的方法，其特征在于：

將所述的第一適格元素再次采用密度泛函方法進一步篩選。

5.根據權利要求1所述的一種金屬氧化物界面調控的方法，其特征在于：

所述的n為11。

6.根據權利要求1所述的一種金屬氧化物界面調控的方法，其特征在于：

所述的待測元素為元素序號3-56,72-84的元素。

7.根據權利要求1所述的一種金屬氧化物界面調控的方法，其特征在于：

采用密度泛函方法優化所述的氧化物超晶胞表面模型，得到所述的第二氧化物界面。

8.根據權利要求1所述的一種金屬氧化物界面調控的方法，其特征在于：

所述的摻雜超晶胞構型的分子式為X_kM_1-kO_y，其中，所述的M為氧化物中的金屬元素，所述的X為摻雜元素，所述的k為摻雜元素的摩爾百分含量，且，所述的k小于或等于10％。