铁酸锌(311)表面结构的密度泛函理论研究

利用原子层沉积技术(ALD)合成了铁酸锌(ZnFe2 O4)纳米颗粒.基于密度泛函理论和原子热力学的方法,计算了ZnFe2 O4的结构、磁性和电子性质,研究了ZnFe2 O4(311)面六种不同终结面的稳定性与氧化学势和锌化学势的关系.结果表明,ZnFe2 O4是具有正尖晶石结构的半导体,禁带宽度为1.91 eV,且具有反铁磁性.在ZnFe2 O4可以稳定存在的化学势范围内,O1、O2、Fe2、Zn2四种终结面可以稳定存在,且具有不同的稳定区间.在富锌条件下(△μZn=0 eV),O1终结面在大部分O化学势范围内最稳定,在贫锌条件下(△μZn=-3.88 eV),O2终结面变得最稳定.