Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) Часть 2)

поскольку не сохраняется электронейтральность для кластера с полными кислородными октаэдрами. Сохранить электронейтральность оказывается возможным только при уходе от стехиометрического кластера к конгруэнтному с увеличением количества катионов как лития, так и ниобия. Дальнейшие наши расчёты показали, что имеется определённый размер кластера, при котором обнаруживается максимум в рассчитанном соотношении Li / Nb. Этот максимум наблюдается при всех соотношениях Li / Nb и хорошо просматривается на графике (рис. 1). — I-------------->--------------1-------------->--------------1--------------■------------- 1------------- '------------- 1— 1000 2000 3000 4000 5000 Размер кластера Рис.1. Зависимость соотношения Li / Nb от размера кластера. Снизу вверх заданное соотношение: Li / Nb = 0,960; Li / Nb = 0,975; Li / Nb = 0,978; Li / Nb = 0,980; Li / Nb = 1,000 Однако при этих же размерах кластера наблюдается максимум энергии (рис. 2), т. е. максимум по соотношению Li / Nb является наименее выгодным по энергетическим параметрам. СЕ <с -210 5 СО ----------1----------1--------- .--------- 1--------- .----------1----------1----------1----------.--------- 1--------- 1----------1----------1--------- 1----------1 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Размер кластера Рис. 2. Зависимость уровня энергии от размера кластера. Снизу вверх заданное соотношение: Li / Nb = 0,960, Li / Nb = 0,975, Li / Nb = 0,978, Li / Nb = 0,980, Li / Nb = 1,000 Резкое падение энергии происходит после увеличения размера кислородно-октаэдрического кластера до 3500 октаэдров. До этого размера в кластере происходит насыщение катионами лития, что дает и увеличение отношения Li / Nb, и максимум энергии. По достижении размера 8 единичных октаэдров в основании и по высоте 16 кислородных слоёв происходит сброс некоторого количества положительно заряженных ионов, в данном случае лития и ниобия. Заключение Данный подход к расчету кластеров в структуре кристалла ниобата лития позволяет сохранить электронейтральность модельного кластера и не допустить разорванности структуры кислородных октаэдров на границах кластера. Проведённые расчёты выявили наличие кластера определённого размера, который имеет минимум энергии и внутри которого образуется структура, стремящаяся к структуре конгруэнтного кристалла 578