使用第一原则模拟,在氧酸中替代Bi(III) 的位置偏好和局部结构稳定性

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 固态化学 固态化学
• 计算材料科学科学 计算材料科学

背景情况:

• 在酸 (HAp) 中替代 (Bi) 石 (III) 赋予了宝贵的特性,如抗菌和催化活性,同时保持生物活性.
• 精确了解Bi(III) 替代行为,包括HAp网格内的位置偏好和结构稳定性,对于材料优化至关重要,但仍然不完整.

研究的目的:

• 通过第一原则模拟,研究酸 (HAp) 格子内的Bi(III) 离子的替换行为.
• 确定Bi(III) 替代的首选位置,并分析HAp.中由此产生的局部结构变化.

主要方法:

• 采用基于密度函数理论 (DFT) 的第一原则模拟来模拟HAp中的Bi (III) 替代.
• 进行了能源计算,以确定Bi (III) 离子的位置偏好.
• 分析了当地结构变化,包括债券人口和协调号码.

主要成果:

• 能量计算表明,Ca2) 位点被Bi) 离子优先占用,每原子的能量差异约为0.02 eV.
• 局部结构分析揭示了结合群值的增加和氧气协调的转移,从7到6在Ca2位点.
• 这些变化归因于增强的共价相互作用和Ca2位点对庞大的Bi3离子及其孤独对的适应性.

结论:

• 乙 (III) 离子优先替代HAp网格中的Ca2位点.
• 这种替代引发了由于电子和硬质因素造成的显著局部结构变化.
• 提供了第一个全面的第一原则基于模拟的研究Bi(III) 替代站点偏好在HAp.