WO₃晶体生长与形貌的数值模拟

刘庆生¹，程华金¹，郭浩²，高帅涛³

1. 江西理工大学材料冶金化学学部2. 江苏大学材料科学与工程学院3. 中南大学冶金与环境学院

摘 要：利用分子模拟软件Material Studio7.0创建WO₃晶体中（011）、（101）、（110）和（110）晶面的真空slab （crystal structure model）模型,并通过CASTEP程序计算其总能量、表面能与电子结构。利用Morphology程序,采用BFDH法则对WO₃晶体和各晶面slab模型进行晶习预测。计算结果表明,在晶体生长过程中,若以（110）晶面为主要显露面,则WO₃晶体能量状态稳定性较差;以（011）晶面为主要显露面,则WO₃晶体能量状态稳定。费米能级最小的（110）晶面前线价电子不太活跃,存在电子结构动力学稳定性;费米能级最高的（110）晶面前线价电子活跃,存在与晶体生长基元键合的"活性点"。（011）面slab模型的最小能区宽度最小而态密度峰值最大,表明其内层电子较为稳定。BFDH法则预测结果表明,WO₃晶体与各面slab模型的生长习性相同,都趋向于生长为立方体状晶体。另外,WO₃晶体中最重要的生长面为（001）和（001）面。

关键词：WO₃;晶习预测;态密度;生长习性;