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锐钛矿(001)表面氧化机理的第一性原理计算研究的任务书
任务书
一、任务背景
锐钛矿是一种重要的光伏材料，具有较好的光吸收和光电转换性能。然而，锐钛矿表面在空气中易受到氧化并产生氧化层，进而影响其光电性能。因此，研究锐钛矿表面的氧化机理以及对其光电性能的影响，对于锐钛矿的性能提升和应用推广具有重要意义。
二、任务目标
本课题的目标是利用第一性原理计算方法，探究锐钛矿(001)表面氧化机理及其对其光电性能的影响。具体任务如下：
1.分别计算锐钛矿(001)表面存在不同形式氧化产物的结构优化和能量稳定性；
2.计算不同氧化产物与锐钛矿表面之间的相互作用能，分析氧化产物吸附的可能位置和方式；
3.探究氧化层对锐钛矿的光吸收、电子结构等性能的影响，以及在实验中观测到的哪些现象与计算结果相符合或矛盾；
4.结合计算结果，提出进一步实验研究的建议。
三、任务步骤
1.收集锐钛矿(001)表面氧化实验数据，包括氧化产物的种类、形态以及对光电性能的影响等；
2.构建锐钛矿(001)表面的模型，在VASP软件上对体系进行优化和计算，并将结果与实验数据进行对比验证；
3.计算氧化形成的能量，进而得到各种不同氧化产物的能量稳定性顺序，分析不同形式氧化产物的化学反应机理和可能位置以及相关能值；
4.结合计算和实验结果，探讨氧化层对锐钛矿的光电性能的影响机理，并提出进一步实验研究的建议。
四、计划进度
任务时间：2022年1月-2022年12月
计划进度：
1月-2月：收集相关文献，了解本课题研究现状和相关理论知识；
3月-5月：构建锐钛矿(001)表面的模型，进行结构优化和能量计算；
6月-8月：计算不同形式氧化产物的结构、能量稳定性和吸附机理；
9月-11月：分析计算结果和实验数据，探讨氧化层对锐钛矿光电性能的影响机理，并提出进一步实验研究的建议；
12月：编写课题报告。
五、预期成果
1.探究锐钛矿(001)表面氧化机理，明确不同形式氧化产物的结构、能量稳定性和吸附机理；
2.了解氧化层对锐钛矿光电性能的影响机理，提出进一步实验研究的建议；
3.发表一篇高水平学术论文，并提供相关的计算数据和分析报告。