5山拉 VoL23 No.5 青佳等：RECO,电子结构与导电性能的关系 止4b0 2.5f态电子对价电子变化的影响 3结论 由于在RE,C,O,中的RE均为镧系元素，其 离子半径和化学性质非常相似侧，所以，仅以 本研究表明，用不同RE替代LaCrO,体系 Pr.Cr2O,为例，对它分别进行了减去1个、2个和 中的La,其费米能级随着替代RE原子序数的 4个电子的计算.根据计算体系中不同轨道能 增加而依次减小，体系的稳定性依次增强。另 量分布，得出减电子前后体系s,P,d,f轨道电子 外，虽然费米能级附近态密度随原子序数的增 个数的变化（见表4）. 加依次增加，但实际参与导电的电子个数却在 依次减小，所以导致了RECO,体系导电行为逐 表4价电子改变对$P,d,f电子的影响 渐减弱.这些结果与实验结果一致. Table 4 The influence of valence electronic change on s,p, d,felectrons % 参考文献 变化率 Pr,Cr2O,-le PrCr2O-2e PrCr2O,-3e 1李世普.特种陶瓷工艺学.武汉：武汉工业大学出版 s电子 4.80 4.40 3.65 社，1995.280 P电子 47.5 50.5 52.9 2 Liu S Y,Hu R Z,Wang C Y.The Influence of Alloy Ele- d电子 25.0 23.8 22.1 ments on Properties of CrAl Alloy.J Appl Phys 1993,75 f电子 21.7 21.5 21.2 (5):3204 3李铿，余涛，高哲，等.N13的电子结构研究.北京大 可以看出，当体系的价电子数目发生变化 学学报（自然科学版），1991.27：146 时，影响最大的是P电子，其次是d电子，f电子 4 Chen N,Liu Q,Ye W,Li Y,et al.Electronic Structure of 并不是主要因素.此结果进一步证实了RE,C,O, RENi(5)and Their Hydrogen Absorption Properties. 体系的导电率与f电子没有直接的关系，而是p Chinese Science Bulletin,1996,41(4):300 5潘毓刚，李俊清，祝继康，等.X方法的理论和应用 电子和d电子决定了体系导电率的变化. 北京：科学出版杜，1987234 2.68种体系的电子结构的稳定性 6罗银燕，李阳，陈宁，等.铁铝金属间化合物的电子结 由表2可以看出，体系的费米能级随RE原 构及场成象机理.中国科学，1998,28(1)：22 子序数的增大而呈显一种连续性递减变化，这 7李福榮，陈宁，李丽芬，李阳.Conductivity of(Z1-M)O2 主要是由于4轨道逐渐收缩所致.费米能级的 Ceramic..无机材料学报，1997,12(6)：850 变化规律表明，8种体系的电子结构的稳定性 8中国稀士学会，包头钢铁稀土企业集团编译稀土.北 京：冶金科学出版社，1991.69 是依次增强的.对电子导体来说，体系的稳定性 越强，其价电子越不活跃，则导电性越差 Electronic Structures and Conductivities in RECrO;Systems QING Jia",CHEN Ning,MA Li,LI Yang,LIU Shenying 1)Department of Physical Chemistry,UST Beijing,Beijing 100083 2)School of Material Science and Technology,UST Beijing,Beijing 100083 3)Beijing General Institute of Iron and Steel,Beijing,100081 ABSTRACT Some electronic structure properties of the densities of energy states,Fermi Energies and En- ergy Gaps in the systems of RE,Cr2O,(RE=La,Pr,Nd,Sm,Gd,Dy,Ho,Er)are calculated by means of SCF-Xa- SW methods.Compared with the conductivity properties of RECrO,,the relations between the electronic structure and conductivities are studied.The result shows that,with the increase of the atomic number of RE, their densities of energy states increases(mainly due to felectrons)and the non-felectrons decreases gradually. Therefore the conductivity has no relation with that offelectrons of RE.This is the main reason that the con- ductivity decreases with the increase of atomic number of RE. KEY WORDS rare earth;conductive ceramics;electronic structure青佳 等 ， 电子 结构 与 导 电性 能 的关系 、 浚 吧 行 ， 滚取梦 态电子对价电子变化的影响 由于在 尤几 ， 中的 均 为斓 系元素 ， 其 离子半径 和 化学性质非常相似 ‘盯 ， 所 以 ， 仅 以 几 ‘ ， 为例 ， 对它分别进行 了减去 个 、 个和 个 电子 的计算 根据计算体系 中不 同轨道 能 量分布 ， 得 出减 电子前后体系，， ， ， 户仇道 电子 个数 的变化 见表 表 价 电子 改 变对 场 ，， 电子的影 响 加 易 ， ， 变化率 ‘ 介 ，一 ’ 介认一 几 一 电子 电子 电子 电子 可 以看 出 ， 当体系的价 电子数 目发生 变化 时 ， 影 响最 大的是 电子 ， 其次是 电子 ， 电子 并不是 主要 因素 此结果进一 步证实了 不几 体系的导 电率与 电子没 有直接 的关 系 ， 而是 电子和 电子决定 了体系导 电率的变化 种体系的电子结构的稳定性 由表 可 以 看 出 ， 体系的费米能级 随 原 子序数 的增大而呈 显 一种连续性递减变化 ， 这 主要是 由于 创轨道 逐渐收缩所致 费米能级 的 变化规律表 明 ， 种体 系的 电子结构 的稳定性 是依次增强的 对 电子导体来说 ， 体系 的稳定性 越强 ， 其价 电子越不 活跃 ， 则导 电性越差 结 论 本研究表 明 ， 用 不 同 替代 旧 ， 体系 中的 ， 其费米能级随着替代 原子 序数的 增加 而依次减小 ， 体系的稳 定性依次增 强 另 外 ， 虽 然 费米 能级 附近 态 密度随原 子序数 的增 加依 次增加 ， 但实际参与导 电的电子个数却在 依次减小 ， 所 以 导致 了 五 ，体系导 电行 为逐 渐减弱 这些 结果 与实验结果一致 参 考 文 献 李世普 特种陶瓷工艺学 武汉 武汉 工业 大学 出版 社 ， ， ， 么 ， 李铿 ， 余涛 ， 高哲 ， 等 的电子结构研究 北 京大 学 学报 自然科学版 ， ， ， ， ， 丫 卫 即 ， ， 潘毓刚 ， 李俊清 ， 祝继 康 ， 等 方法 的理论 和应用 北 京 科学出版社 ， 罗银燕 ， 李 阳 ， 陈宁 ， 等 铁铝金属 间化合物的电子结 构及场成象机理 中国科学 ， ， 李福 棠 ， 陈宁 ， 李丽芬 ， 李阳 卜， 从 无机材料学报 ， ， 中国稀土 学 会 包头钢铁稀土 企业集 团编译 稀土 北 京 冶金科学 出版社 ， ， 口脚 ，气 月百那 从 矛材 ， 入‘ 峨 ” ， 心 ， 心 ， 对 ， ， 毗 ， ， ， ， ， 几 ， ， ， ， ， ， ， ， 一 心 ， ， 切 ， 即 一 五 了 别 犷