CHƯƠNG 3 : KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
3.3. Hàm electron cục bộ (ELF)
Phân tích hàm electron cục bộ (ELF) được tiến hành năm 1990 bởi Becke[5] và Edgecombe[13] và được sử dụng rộng rãi để mơ tả cấu trúc liên kết hóa học trong phân tử và chất rắn. ELF trong công thức của Becke và Edgecombe dựa vào tỉ lệ:
𝜒!"(𝑟) = 𝐷(𝑟)
𝐷#(𝑟) (1.21)
Hình 3. 10. Hàm electron cục bộ (ELF) của rutile SnO2 thuần biến thiên từ 0 (vùng màu xanh) đến 0.7 (vùng màu đỏ): a) Hình 2D; b) Hình 3D
30
Hình 3. 11. Hàm electron cục bộ (ELF) của rutile SnO2 pha tạp 2% Al biến thiên từ 0 (vùng màu xanh) đến 0.7 (vùng màu đỏ): a) Hình 2D; b) Hình 3D
Hình ELF 3.10 và 3.11 mô tả mật độ electron trong mạng tinh thể. Theo lý thuyết và dựa theo bảng tuần hồn hóa học, khi pha tạp nhơm vào vị trí trung tâm của mạng tinh thể, ở vị trí của nhơm mật độ electron rất thấp, nguyên nhân là do nhôm là kim loại nhóm IIIA thể hiện tính kim loại mạnh hơn Sn nhóm IVA do đó nhơm có lực hút electron yếu hơn và sẽ bị các Oxi xung quanh lấy đi electron, từ đó tạo thành liên kết ion Al – O.
31
Hình 3. 12. ELF của rutile SnO2 pha tạp 2% Al và 1%N biến thiên từ 0 (vùng màu xanh) đến 0.7 (vùng màu đỏ)
Tiếp tục đi vào nghiên cứu chúng tôi tiến hành pha tạp thêm 1% N vào vị trí Oxi liên kết trực tiếp với 2 nhơm, nito thể hiện tính phi kim mặt dù yếu hơn Oxi nhưng vẫn lấy được nhiều electron của Al làm nó trở nên giàu điện tích và hình thành liên kết Ion Al – N. Tuy nhiên khi pha tạp thêm nito vào cấu trúc, sẽ có càng nhiều tương tác như Al – N, Al – O, Sn – N, Sn – O, N – N,… điều này làm cấu trúc trở nên mất trật tự như hình 3.13.
N Sn
32
Hình 3. 13. a) ELF của rutile SnO2 pha tạp 2%Al và 2%N biến thiên từ 0 (vùng màu xanh) đến 0.7 (vùng màu đỏ); b) ELF của rutile SnO2 pha tạp 2%Al và 3%N
a
33