[发明专利]一种稀土镍酸盐材料点缺陷的高通量筛选方法

说明书

本发明公开一种稀土镍酸盐材料点缺陷的高通量筛选方法，包括：构建稀土镍酸盐超胞模型，并将所述稀土镍酸盐超胞模型转换为三维原子坐标信息；对所述三维原子坐标信息进行结构优化，得到稳定结构的三维原子坐标信息；对所述稳定结构的三维原子坐标信息进行静态自洽计算，得到稀土镍酸盐本征点缺陷结构能量；根据能量大小，筛选具有最低能量的点缺陷位置做为稀土镍酸盐本征点缺陷的结构位置。本发明通过高通量筛选缺陷位置，明确稀土镍酸盐本征点缺陷形成能的量化大小，模拟原子微结构和电子行为，对增强稀土镍酸盐薄膜的抗氧化能力、提高可见光透过率，调控稀土镍酸盐的金属绝缘体转变温度有重要意义，为探测器和智能窗的实际应用起到积极作用。

技术领域

本发明属于无机功能材料技术领域，尤其涉及一种稀土镍酸盐材料点缺陷的高通量筛选方法。

背景技术

稀土镍酸盐是具有金属-绝缘体转变的钙钛矿结构体系，诱发金属-绝缘体转变的外部因素很多，包括光照、温度、电场、压力、磁场等。伴随金属-绝缘体转变的过程，稀土镍酸盐材料在光学、热学、电学特性上有明显的改变，因此在存储、显示、传感等方面具有广阔的应用前景。

针对稀土镍酸盐的研究集中在两个方面，一是对金属-绝缘体相变机理的基础研究，二是对相变前后性能变化的应用研究。稀土镍酸盐材料本征点缺陷种类繁多，价态不一，其浓度更是受到外界多种因素的影响，因此需要高通量的筛选表征方法。通过高通量筛选表征点缺陷的原子微结构和电子行为，对增强稀土镍酸盐薄膜的抗氧化能力、提高可见光透过率，调控稀土镍酸盐的金属-绝缘体转变温度有重要意义，为探测器和智能窗的实际应用起到积极作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种稀土镍酸盐材料点缺陷的高通量筛选方法，可以明确稀土镍酸盐本征点缺陷之间的关系，通过高通量筛选表征点缺陷的原子微结构和电子行为，对增强稀土镍酸盐薄膜的抗氧化能力、提高可见光透过率，调控稀土镍酸盐的金属绝缘体转变温度有重要意义，为探测器和智能窗的实际应用起到积极作用。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种稀土镍酸盐材料点缺陷的高通量筛选方法，包括以下步骤：

步骤S1，构建稀土镍酸盐超胞模型，并将所述稀土镍酸盐超胞模型转换为三维原子坐标信息；

步骤S2、对所述三维原子坐标信息进行结构优化，得到稳定结构的三维原子坐标信息；对所述稳定结构的三维原子坐标信息进行静态自洽计算，得到稀土镍酸盐本征点缺陷结构能量；根据能量大小，筛选具有最低能量的点缺陷位置做为稀土镍酸盐本征点缺陷的结构位置。

作为优选，所述稀土镍酸盐物质中的稀土元素包括Pr、Nd、Sm、Gd，Dy，Ho，Er、Y、Lu的其中一种。

作为优选，通过所述三维原子坐标信息设置所述稀土镍酸盐中点缺陷的位置。

作为优选，所述点缺陷的类型为Re空位、Ni空位、O空位、Re间隙、Ni间隙、O间隙和Re与Ni的两种阳离子反位缺陷。

作为优选，步骤2中采用基于密度泛函的第一性原理计算，得到稀土镍酸盐本征点缺陷结构能量，进而得到缺陷性能。

作为优选，对离子实和价电子的相互作用采用缀加平面波方法来描述，所述密度泛函采用广义梯度近似方法，平面波截断能为520eV，离子步的能量收敛标准为

作为优选，步骤1中，所述稀土镍酸盐点缺陷模型的设置为反铁磁性。

作为优选，步骤S2中的结构优化中，以Monkhorst-Pack方法产生倒空间高对称点，所述倒空间高对称点设置为3×6×2。

作为优选，步骤S1中通过晶体结构可视化软件构建稀土镍酸盐超胞模型。

本发明的有益效果在于：