Y掺杂SrTiO3晶体材料的电子结构计算

采用基于第一性原理的密度泛函理论平面波超软赝势法, 研究了Y掺杂SrTiO3体系的空间结构和电子结构性质, 得到了优化后体系的结构参数, 掺杂形成能, 能带结构和电子态密度. 对比掺杂浓度为0.125, 0.25, 0.33时,Sr1-xYxTiO3和SrTi1-xYxO3的掺杂形成能,发现Y替代Sr能形成更稳定的结构. 对Sr1-xYxTiO3(x=0, 0.125, 0.25, 0.33) 的结构进行了优化,结果表明Y替代Sr后, 随着掺杂浓度增大, 体系的晶格常数逐渐减小, 稳定性逐渐增强. 对不同掺杂浓度的Sr1-xYxTiO3能带结构的计算结果表明:纯净的SrTiO3是绝缘体, 价带顶在R点, 导带底在Γ点, 费米能级处于价带顶; 掺杂Y后, 费米能级进入到导带底中, 体系呈金属性;掺杂浓度越大,费米能级进入导带的位置越深,禁带宽度也近似变宽.     

SrTiO3中形成级联能级的理论分析

以Bi和Cu掺杂为例,通过基于密度泛函理论的电子结构的计算,分析了SrTiO₃体系中形成级联能级的可能性.结果表明,Bi掺杂和Cu掺杂都可以在SrTiO₃的禁带中引入杂质能带,Bi和Cu的共同掺杂可引入两条杂质能带.通过在两条杂质能带之间级联激发,价带顶的电子可以受激跃迁到导带底.采用无辐射跃迁的简单模型,分析指出电子通过级联激发从价带顶受激跃迁到导带底的概率远远高于直接从价带顶跃迁到导带底的概率.这种级联激发可以有效提高导带中的载流子浓度. 关键词： 级联能级 密度泛函 掺杂     

应变Si1-xGex能带结构研究

采用结合形变势理论的K.P微扰法建立了（001）,（101）和（111）面弛豫Si衬底上生长的应变Si_1-xGe_x（x≤0.5）的能带结构模型,获得了其导带带边能级、价带带边能级、导带劈裂能、价带劈裂能及禁带宽度随Ge组分（x）的函数变化关系,该量化数据对器件研究设计可提供有价值的参考． 关键词： 1-xGe_x')" href="#">应变Si_1-xGe_x K.P 法 能带结构     

Sr掺杂Eu1-xSrxMnO3体系的磁相变以及输运特性研究

对Eu_1-xSr_xMnO₃ (ESMO, x=0—1)体系的结构和磁性进行了系统的研究,结果表明Sr的掺入使EuMnO₃反铁磁母体的磁结构发生巨大的变化.通过磁化和电输运测量,深入探讨了高掺杂浓度Eu_0.4Sr_0.6MnO₃和Eu_0.3Sr_0.7MnO_{3关键词： 1-x}Sr_xMnO₃体系')" href="#">Eu_1-xSr_xMnO₃体系 Sr掺杂 可变程跳跃模型     

Al和N共掺p型Zn1-xMgxO电子结构的第一性原理计算

采用密度泛函理论下的第一性原理平面波超软赝势方法,对Zn_1-xMg_xO超晶胞和掺杂Al,N后的Zn_1-xMg_xO超晶胞分别进行了优化计算.结合广义梯度近似计算了Al和N共掺杂后Zn_1-xMg_xO的能带结构、电子态密度和Mulliken电荷布居分布.计算表明：掺入N原子的2p态电子为Zn_1-xMg_xO价带顶提供空穴载流子,使Zn_1-xMg_xO价带顶向高能方向移动;掺入Al原子的3p态电子则与N原子的2p态电子在费米能级附近发生轨道杂化,使费米能级处价带能级展宽,Al和N共掺杂可获得p型Zn_1-xMg_xO. 关键词： 密度泛函理论 1-xMg_xO')" href="#">Zn_1-xMg_xO 电子结构 共掺杂     

关于Zn1-xBexO电子结构和光学性质的研究

采用基于密度泛函理论和平面波赝势技术的CASTEP程序对Zn_1-xBe_xO合金电子结构和光学性质进行了计算.当0≤x≤1,其带隙从0.963 eV变化到7.293 eV.分析了晶格畸变和能带间排斥效应对带隙的影响.当Be含量x=0.125,0.25,0.375,0.5,0.625,0.75时,a/b轴压应变控制着带隙变化;当x=0.875,1时,c轴压应变控制着带隙变化.能带间的p-d排斥影响价带顶变动,Γ_1v与Γ_1c之间排斥影响导带底变动.这些能带间的排斥效应被用来分析Zn_1-xBe_xO带隙变动.另外,也分析了Zn_1-xBe_xO介电函数虚部ε₂. 关键词： 带结构 光学性质 应变 排斥     

新超导体MgCNi3的虚晶掺杂研究

用全势线性缀加平面波方法,考虑局域自旋密度近似研究虚晶掺杂MgCNi₃的超导电性和磁性.计算了自旋极化能带结构、体弹性模量和它对压力的导数、原子磁矩m及其变化率.计算结果表明，对于电子掺杂的Mg_1-xAl_xCNi₃(0≤x≤0.5)，超导电性和磁涨落随掺杂量的增加逐渐减小.空穴掺杂的Mg_1-xNa_xCNi₃,在x＝0.12处出现铁磁相变，超导电性消失.在MgCNi₃少量空穴掺杂区域(0≤x<0.12)，表现为超导与磁涨落共存的不稳定状态. 关键词： 超导电性 能带结构 态密度 磁性     

Pr0.7(Sr1-xCax)0.3MnO3多晶体系中的小极化子性质

采用基于柠檬酸体系的溶胶-凝胶法制备了Pr_0.7（Sr_1-xCa_x）_0.3MnO₃系列的多晶块材, 同时还用脉冲激光沉积技术（PLD）在SrTiO₃（100）衬底上外延生长了同一系列的薄膜, 系统研究了它们的晶格结构和电输运行为. 多晶和薄膜样品都具有正交晶格结构, 电输运行为在居里温度T_Ｃ以上的高温顺磁相都很好 关键词： 0.7（Sr_1-xCa_x）_0.3MnO₃')" href="#">Pr_0.7（Sr_1-xCa_x）_0.3MnO₃ 绝热小极化子模型 双交换作用 Jahn-Teller晶格畸变     

第一性原理研究应变Si/(111)Si1-xGex能带结构

基于密度泛函理论框架的第一性原理平面波赝势方法对双轴应变Si/(111) Si_1-xGe_x(x=0.1—0.4)的能带结构进行了研究,结果表明：导带带边六度简并没有消除;应变部分消除了价带带边的简并度;导带带边能量极值k矢位置和极值附近可由电子有效质量描述的能带形状在应变条件下几乎不变;价带极大值附近可由空穴有效质量描述的能带形状随着x有规律地变化. 此外,给出的禁带宽度与x的拟 关键词： 应变硅 能带结构 第一性原理     

Y、Zr、Nb掺杂ZnS半导体第一性原理计算

本文采用第一性原理研究了Y,Zr,Nb在Zn位掺杂ZnS半导体的能带结构和态密度.研究结果表明:Y,Zr,Nb掺杂体系的价带顶与导带底都在布里渊区的G点,为直接带隙半导体材料,掺杂对带隙宽度影响不大,掺杂结构的导带向低能区移动;Y,Zr,Nb在Zn位掺杂的Zn S的费米能级从价带顶移至导带底,说明掺杂后ZnS半导体材料从p型转变为n型,同时费米能级处出现数条杂质能级;Y,Zr,Nb掺杂体系的总态密度的贡献主要来源于Zn 4s、Y,Zr,Nb的4d 5s以及S 3p相互作用.     

First-principle study of electronic structure and stability of Sn0.5Sb0.5O2

A theoretical study on Sb-doped SnO₂ has been carried out by means of periodic density functional theory (DFT) at generalized gradient approximation (GGA) level. Stability and conductivity analyses were performed based on the formation energy and electronic structures. The results show that Sn_0.5Sb_0.5O₂ solid solution is stable because the formation energy of Sn_0.5Sb_0.5O₂ is −0.06 eV. The calculated energy band structure and density of states showed that the band gap of SnO₂ narrowed due to the presence of the Sb impurity energy levels in the bottom of the conduction band, namely there is Sb 5s distribution of electronic states from the Fermi level to the bottom of conduction band after the doping of antimony. The studies provide a theoretical basis to the development and application of Sn_1−xSb_xO₂ solid solution electrode.     

Structural and electronic properties of Fe-doped BaTiO3 and SrTiO3

We have performed first principles calculations of Fe-doped BaTiO3 and SrTiO3. Dopant formation energy, structure distortion, band structure and density of states have been computed. The dopant formation energy is found to be 6.8eV and 6.5eV for Fe-doped BaTiO3 and SrTiO3 respectively. The distances between Fe impurity and its nearest O atoms and between Fe atom and Ba or Sr atoms are smaller than those of the corresponding undoped bulk systems. The Fe defect energy band is obtained, which mainly originates from Fe 3d electrons. The band gap is still an indirect one after Fe doping for both BaTiO3 and SrWiO3, but the gap changes from Γ-R point to Γ-X point.     

插层化合物LixTiS2中Li离子-空位二维有序结构稳定性的第一性原理研究

根据局域密度近似下的密度泛函理论，用第一性原理方法对TiS₂，LiTiS₂和Li_xTiS₂(x=1/4, 1/3, 1/2, 2/3, 3/4)有序系统进行了几何优化和总能量计算.将计算结果与已有的实验和理论结果进行了对比，得到的归一化结构参量增量Δa₀和Δc₀随离子浓度单调地增加，与实验结果符合较好.Li_{关键词： x}TiS₂')" href="#">Li_xTiS₂ 有序结构 第一性原理计算 密度泛函理论     

Co掺杂BiFeO3的第一性原理研究

采用密度泛函理论结合投影缀加波（PAW）方法,研究了具有钙钛矿结构的BiFeO₃材料及对BiFeO₃进行B位Co元素替代掺杂得到的BiFe_075Co_025O₃材料的磁结构、电子结构、能带结构.结果表明：Co的掺入不破坏原有的钙钛矿结构,对材料铁电性影响不大;掺杂导致原有的G型反铁磁序发生变化,形成了亚铁磁序的磁结构,材料的铁磁性有了很大提高;然而,Co杂质的掺入使材料的绝缘性有所减弱. 关键词： 第一性原理计算 3')" href="#">Co掺杂BiFeO₃ 铁磁性     

Optical properties of Nb doped SrTiO3 from first principles study

The electronic and optical properties of Nb doped SrTiO₃ are studied by ab initio linear muffin-tin orbital method in the atomic sphere approximation. The equilibrium lattice constants of SrTi_1−xNb_xO₃ with x=0.0, 0.25 and 0.5 are found by minimization of the total energy curves. The computated lattice constants are in good agreement with experimental data. Our electronic band calculation shows that the Fermi level of SrTi_1−xNb_xO₃ with x≥0.125 moves into the conduction bands and the system shows metallic behavior. The numerical results indicate that the Nb impurity atoms would lead to the distortion of the band edges. The complex dielectric function of SrTiO₃ and Nb doped SrTiO₃ are calculated using the random-phase approximation. The doping effect on the optical properties of SrTi_1−xNb_xO₃ is discussed.     

First-principles study of La and Sb-doping effects onelectronic structure and optical properties of SrTiO3

The effects of La and Sb doping on the electronic structure and optical properties of SrTiO 3 are investigated by first-principles calculation of the plane wave ultra-soft pseudo-potential based on density functional theory. The calculated results reveal that corner-shared TiO 6 octahedra dominate the main electronic properties of SrTiO 3 , and its structural stability can be improved by La doping. The La 3+ ion fully acts as an electron donor in Sr 0.875 La 0.125 TiO 3 and the Fermi level shifts into the conduction bands (CBs) after La doping. As for SrSb 0.125 Ti 0.875 O 3 , there is a distortion near the bottom of the CBs for SrSb 0.125 Ti 0.875 O 3 after Sb doping and an incipient localization of some of the doped electrons trapped in the Ti site, making it impossible to describe the evolution of the density of states (DOS) within the rigid band model. At the same time, the DOSs of the two electron-doped systems shift towards low energies and the optical band gaps are broadened by about 0.4 and 0.6 eV for Sr0.875La0.125TiO3 and SrSb0.125Ti0.875O3 , respectively. Moreover, the transmittance of SrSb0.125Ti0.875O3 is as high as 95% in most of the visible region, which is higher than that of Sr0.875La0.125TiO3 (85%). The wide band gap, the small transition probability and the weak absorption due to the low partial density of states (PDOS) of impurity in the Fermi level result in the significant optical transparency of SrSb0.125 Ti0.875 O3 .     

金属有机物化学气相沉积法生长Ga2（1-x）In2xO3薄膜的结构及光电性能研究

采用金属有机物化学气相沉积（MOCVD）法在蓝宝石（0001）衬底上制备出了Ga_2（1-x）In_2xO₃（x=01—09）薄膜,研究了薄膜的结构、电学和光学特性以及退火处理对薄膜性质的影响.测量结果表明：当In组分x=02时,样品为单斜β-Ga₂O₃结构;x=05的样品,薄膜呈现非晶结构,退火处理后薄膜结构得到明显的改善 关键词： 金属有机物化学气相沉积 2（1-x）In_2xO₃薄膜')" href="#">Ga_2（1-x）In_2xO₃薄膜 蓝宝石衬底 退火     

(1-x)(K0.5Na0.5)NbO3-xSrTiO3陶瓷的弛豫铁电性能

通过对（1-x）（K_0.5Na_0.5）NbO₃-xSrTiO₃（0≤x≤0.15）陶瓷的相组成、晶体结构和介电性能的研究发现,该陶瓷为单一的钙钛矿结构相.当x含量较小（x＜0.1）时为正交相结构,x≥0.1时转变为四方相结构.随着SrTiO₃掺杂量的增加,样品的致密度增加,样品由正常铁电相逐渐向弥散铁电相转变,且相 关键词： 弛豫铁电体 0.5Na_0.5）NbO₃铁电陶瓷')" href="#">（K_0.5Na_0.5）NbO₃铁电陶瓷 3掺杂')" href="#">SrTiO₃掺杂 相变温度     

双掺杂BaxAgyCa3-x-yCo4O9氧化物的织构与电输运性能

采用柠檬酸溶胶凝胶和放电等离子烧结制备了Ca位双掺杂型的Ba_xAg_yCa_3-x-yCo₄O₉烧结体,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、电阻率测试仪等研究了烧结体相组成、取向度、织构及电性能.结果表明：含Ag的掺杂试样中出现了偏离化学计量比分布的Ag单质,掺杂试样取向度随Ba与Ag掺杂量之比x/y的增大而提高,含Ag的掺杂试样取向度低于未掺杂试样,不含Ag的掺杂试样取向度高于未掺杂试样.x=y=01的试样导电机理发生变化.Ba,Ag掺杂量相等的试样保持较低取向度的同时具有较低的电阻率,在973 K时达到最低值（73 mΩcm）,而取向度最低的Ag单掺杂试样电阻率在所有试样中最低,在973 K时为63 mΩcm. 关键词： 3Co₄O₉')" href="#">Ca₃Co₄O₉ 双掺杂 织构 电输运性能     

射频磁控溅射法生长MgxZn1-xO薄膜的结构和光学特性

用射频磁控溅射法在80℃的衬底温度下制备出Mg_xZn_1-xO(0≤x ≤030)薄膜.x射线 衍射(XRD)结果表明，Mg_xZn_1-xO薄膜为单相六角纤锌矿结构， 没有形成任何显著 的MgO分离相，Mg_xZn_1-xO薄膜的择优取向平行于与衬底垂直的 c轴；c轴晶格常数随着Mg含量的增加逐渐减小.在Mg_xZn_1-xO薄膜的光透射谱中出现 锐利的吸收边，由透 射谱估算出Mg_xZn_1-xO薄膜的带隙宽度由332eV(x=0)线性地 增加到396eV(x=030). 关键词： xZn_1-xO薄膜')" href="#">Mg_xZn_1-xO薄膜 射频磁控溅射 Mg含量