失配层结构Bi-Ca-Co-O体系的量子化学计算

采用密度泛函离散变分方法计算了[Bi1.68Ca2O4]RS[CoO2]1.69的电子结构以及化学键,讨论了它们与热电性能之间的关系。从计算结果可以看出,Bi钴酸盐的电子结构有明显的半导体特征,在费米能级附近,Co 3d、Bi 6p和O 2p轨道在费米能级附近做主要贡献。在CoO2层中,Co 3d和O 2p在费米能级到-4.5eV的范围内存在极强的杂化作用,而Bi-O/Bi-O层间的价键关系极弱。从原子净电荷及化学键级的计算结果看,Bi钴酸盐材料有明显的各向异性特征,而且在CoO2层与中间层的层间仅存在Ca与O之间的弱结合。这些都将对体系的热电性能产生影响。