LU CFI zinātniskais seminārs (09.10.2013)

ABO₃ perovskītu, piemēram, SrTiO₃, BaTiO₃, PbTiO₃, CaTiO₃, SrZrO₃, PbZrO₃ un BaZrO₃ (001) virsmas ir plaši pētītas [1-5], bet patreiz daudz mazāk ir zināms par to polārām (011) virsmām. Es analizēju abus (001) virsmu šķēlumus AO (A=Sr, Ba, Pb vai Ca) un BO₂ (B=Ti vai Zr). Tika aprēķināts, ka augšējais AO slānis relaksē uz kristāla iekšu visiem 7 materiāliem, izņemot SrO-šķeltas SrTiO₃ (001) virsmas augšējā slāņa O atomu. Manis aprēķinātie virsmas burzījumi 6.77% SrO-sķeltai SrZrO₃ (001) virsmai un 3.32% priekš PbO-šķeltas PbZrO₃ (001) virsmas ir gandrīz 10 reizes lielāki, nekā atbilstošie virsmas burzījumi priekš ZrO₂-šķeltām SrZrO₃ un PbZrO₃ (001) virsmām [5]. Runājot par (011) virsmām, es aplūkoju trīs virsmu tipus, kuras ir šķeltas ar BO slāni, A slāni un O slāni. Attiecībā uz virsmu enerģijām, aprēķini parādīja, ka abas AO un BO₂-šķeltās virsmas ir enerģētiski ļoti tuvas un var eksistēt dabā ar gandrīz vienādu varbūtību. Gluži pretēji, tika novērotas lielas atšķirības ABO₃ perovskītu dažādu sķēlumu (011) virsmu enerģijās. Visu (001) virsmu enerģijas ir mazākas par (011) virsmu enerģijām, bet (111) virsmu energijas [6] ir vislielākās starp visām virsmu enerģijām. Ir aprēķināts Nb piemaisījums SrTiO₃ kristālā un analizēta tā atomārā un elektroniskā struktūra [7]. OH^- piemaisījumi CaF₂ kristālā un uz tā (111) virsmas tika pētīti izmantojot DFT-B3PW metodi. Tika aprēķinātas 3 tilpuma un 20 virsmas OH^- konfigurācijas, un mēs atradām, ka konfigurācija OH₍₁₁₁₎ priekš tilpuma un HO₁₁^(\) un H_full^(\) priekš virsmas ir enerģētiski visizdevīgākās konfigurācijas [8]. References: 1. R. I. Eglitis, J. Phys.: Condens. Matter 19, 356004 (2007). 2. R. I. Eglitis and D. Vanderbilt, Phys. Rev. B 76, 155439 (2007). 3. R. I. Eglitis and D. Vanderbilt, Phys. Rev. B 77, 195408 (2008). 4. R. I. Eglitis and D. Vanderbilt, Phys. Rev. B 78, 155420 (2008). 5. R. I. Eglitis and M. Rohlfing, J. Phys.: Condens. Matter 22, 415901 (2010). 6. R. I. Eglitis, Ferroelectrics 424, 1 (2011). 7. R. I. Eglitis and E. A. Kotomin, Physica B 405, 3164 (2010). 8. H. Shi, L. Chang, R. Jia and R.I. Eglitis, J. Phys. Chem. C 116, 6392 (2012)