高温高压下,块体材料UO2存在许多缺陷,可能会沿不同的晶面解离,形成表面。本文采用基于第一性原理的LSDA+U方法,计算了铁磁和反铁磁状态下UO2(111)、(110)和(100)3种表面的结构、Bader电荷分布和磁矩等。结果显示2种磁性结构下3种表面中最稳定的是(111)面,最不稳定的是(100)面,原因是(100)表面U、O原子的Bader电荷布居数变小,并且表面与次表面U原子的磁矩变小,而表面O原子磁矩略微变大。最后,进一步计算了不同解离面的相对浓度在0到1600 K温度范围内的变化,计算结果表明,UO2(111)面的相对浓度是最高的。
UO2 表面 第一性原理 Bader电荷分析 表面相对浓度