16052.方鈷礦熱電化合物x射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)模擬計(jì)算

1、分類號分類號學(xué)校代碼學(xué)校代碼10497UDC學(xué)號1049721100088學(xué)位論文題目方鈷礦熱電化合物方鈷礦熱電化合物X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)模擬計(jì)算射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)模擬計(jì)算英文Xrayabsptionfinestructuresimulationofskutterudite題目thermoelectriccompounds研究生姓名謝作星謝作星姓名趙文俞趙文俞職稱教授教授學(xué)位博士博士單位名稱材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院郵編43007

2、0申請學(xué)位級別碩士學(xué)科專業(yè)名稱新能源材料新能源材料論文提交日期2014年5月論文答辯日期2014年5月學(xué)位授予單位武漢理工武漢理工大學(xué)大學(xué)學(xué)位授予日期答辯委員會主席評閱人2014年5月指導(dǎo)教師I摘要方鈷礦是一種性能優(yōu)異的熱電材料，但其過高的晶格熱導(dǎo)率限制了它的應(yīng)用和發(fā)展。材料的晶格熱導(dǎo)率取決于材料的能帶結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)。理論計(jì)算表明，n型填充方鈷礦的熱電輸運(yùn)性能取決于位于導(dǎo)帶底的Sb5p和Co3d電子能帶結(jié)構(gòu)。本文用多重散射理論計(jì)算了二元

3、CoSb3的X射線吸收近邊結(jié)構(gòu)譜(XANES)，研究了二元CoSb3的電子結(jié)構(gòu)信息；用單散射理論計(jì)算了Ba和In填充方鈷礦的擴(kuò)展X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)譜(EXAFS)，研究了Ba和In填充方鈷礦的原子結(jié)構(gòu)信息。得到的主要結(jié)論如下：采用實(shí)空間的全勢多重散射理論模擬計(jì)算了二元方鈷礦CoSb3的CoK邊和SbK邊XANES譜，通過優(yōu)化理論參數(shù)，使XANES理論譜與實(shí)測譜相吻合。研究了團(tuán)簇大小對CoK邊和SbK邊XANES譜的影響，結(jié)果表明優(yōu)化的C

4、o和Sb團(tuán)簇半徑分別為5.74和5.60。分析了芯孔壽命對CoK邊XANES譜的影響，得到優(yōu)化的芯孔壽命為1.3eV。Co和Sb的局域態(tài)密度表明，Co4s、Co4p和Sb5s軌道電子占據(jù)價(jià)帶底部，Co3d和Sb5p軌道電子占據(jù)價(jià)帶頂部和導(dǎo)帶底部。用單散射理論計(jì)算了CoSb3、Ba0.3Co4Sb12、In0.25Co4Sb12和Ba0.3In0.2Co4Sb12的CoK邊EXAFS譜。結(jié)果表明，Ba和In填充導(dǎo)致CoSb6八面體的CoS

5、b鍵鍵長增大。在Ba和In填充方鈷礦中前三殼層CoSb鍵的熱振動參數(shù)增大，但它們?nèi)匀惠^小，表明填充引起的晶格畸變雖然導(dǎo)致方鈷礦化合物的晶格熱無序度增加，但晶體點(diǎn)陣仍然高度有序。用單散射理論計(jì)算了CoSb3、Ba0.3Co4Sb12、In0.25Co4Sb12和Ba0.3In0.2Co4Sb12的SbK邊EXAFS譜。結(jié)果表明，在Ba和In填充方鈷礦中Sb4四面體的SbSb長鍵和短鍵鍵長減小且長短鍵鍵長之差也減小，表明Ba和In填充致使S