研究目的
基于第一性原理计算确定磷硅酸盐玻璃（PSG）的稳定结构并计算其电子性质。
研究成果
该研究成功确定了在富氧条件下PSG的稳定结构为–O3PO，在缺氧条件下–O3P变得稳定。电子性质分析揭示了源于非桥接氧原子和三配位磷原子的带隙内潜在态。
研究不足
该研究的发现基于计算模型，可能无法完全反映实际PSG结构的所有方面。所使用的GGA方法低估了SiO2的能隙，从而影响了深能级位置的定性准确性。
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基于第一性原理分子动力学计算的磷硅酸盐玻璃结构测定
DOI：10.7567/1347-4065/aae89b
期刊：Japanese Journal of Applied Physics
出版年份：2019
更新时间：2025-09-23 15:21:21
摘要：
我们通过静态与动态第一性原理计算，确定了磷硅酸盐玻璃（PSG）的结构与电子特性?；贑ar-Parrinello分子动力学（CPMD）方法，采用实空间密度泛函理论（RSDFT）程序，通过模拟退火计算了组成为(SiO2)x(P2O5)y的PSG稳定结构。结果表明：PSG中的磷（P）原子与四个氧（O）原子形成四配位结构，其中一条PO键悬垂于间隙区域（呈现–O3PO构型）。我们还对比了不同氧原子数的结构，以探讨在实际三氯氧磷（POCl3）退火条件下PSG的稳定构型。研究发现：在富氧（O2）环境下–O3PO构型最稳定，而在贫氧条件下三配位磷（–O3P构型）则更稳定。此外还计算了可能在PSG带隙内产生能级的候选态。
作者：
Takuma Kobayashi，Yu-ichiro Matsushita，Tsunenobu Kimoto，Atsushi Oshiyama
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