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相似文献
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1.
在广义梯度近似(GGA)下,采用基于密度泛函理论的第一性原理方法对BaZr0.5Ti0.5O3的电子结构、力学性质和光学性质进行了理论计算.计算得到该晶体的晶格常数为4.145925 Å,且此材料是一种间隙的半导体材料,价带和导带都来源于Ba原子、O原子的p态和Ti原子、Zr原子的d态电子间的杂化;力学性质的计算得到:BaZrO3和BaZr0.5Ti0.5O3的晶体结构稳定,且BaZrO3晶体掺杂Ti元素后体系的硬度变大;光学计算结果表明BaZr0.5Ti0.5O3的静态介电常数为4.20,吸收主要集中在低能区,静态折射率为2.00,能量损失峰出现在11.59eV处.上述研究结果为BaZr0.5Ti0.5O3材料的设计和应用提供了理论依据.  相似文献   

2.
在广义梯度近似(GGA)下,采用基于密度泛函理论的第一性原理方法对BaZr0.5Ti0.5O3的电子结构、力学性质和光学性质进行了理论计算.计算得到该晶体的晶格常数为4.145925 Å,且此材料是一种间隙的半导体材料,价带和导带都来源于Ba原子、O原子的p态和Ti原子、Zr原子的d态电子间的杂化;力学性质的计算得到:BaZrO3和BaZr0.5Ti0.5O3的晶体结构稳定,且BaZrO3晶体掺杂Ti元素后体系的硬度变大;光学计算结果表明BaZr0.5Ti0.5O3的静态介电常数为4.20,吸收主要集中在低能区,静态折射率为2.00,能量损失峰出现在11.59eV处.上述研究结果为BaZr0.5Ti0.5O3材料的设计和应用提供了理论依据.  相似文献   

3.
基于密度泛函理论体系下的广义梯度近似(GGA),利用第一性原理方法研究了BaHf0.5Ti0.5O3的电子结构和光学性质.计算结果表明,BaHf0.5Ti0.5O3是一种间隙的半导体材料,其导带底主要由Ba、Hf和Ti的d态电子构成,价带顶则主要由O的p态、Hf 和Ti的d态电子构成;理论计算的介电函数最高峰的峰位与实验结果吻合较好,相对误差小于4%;吸收系数最大峰值为2.43×105cm-1,且吸收主要集中在低能区,静态折射率为2.01,能量损失峰出现在13.24eV处.研究结果为BaHf0.5Ti0.5O3光电材料设计与应用提供了理论依据.  相似文献   

4.
基于密度泛函理论体系下的广义梯度近似(GGA),利用第一性原理方法研究了BaHf0.5Ti0.5O3的电子结构和光学性质.计算结果表明,BaHf0.5Ti0.5O3是一种间接带隙半导体材料,其导带底主要由Ba、Hf和Ti的d态电子构成,价带顶则主要由O的p态、Hf和Ti的d态电子构成;理论计算的介电函数最高峰的峰位与实验结果吻合较好,相对误差小于4%;吸收系数最大峰值为2.43×105cm-1,且吸收主要集中在低能区,静态折射率为2.01,能量损失峰出现在13.24 eV处.研究结果为BaHf0.5Ti0.5O3光电材料设计与应用提供了理论依据.  相似文献   

5.
La_(0.5)M_(0.5)MnO_3(M=Sr,Ba)的水热合成与表征   总被引:1,自引:0,他引:1  
我们用水热法合成了钙钛矿锰氧化物La0.5M0.5MnO3(M=Sr,Ba)系列样品,研究了制备条件对结构、形貌和磁性的影响.  相似文献   

6.
邵栋元  惠群  李孝  陈晶晶  李春梅  程南璞 《物理学报》2015,64(20):207102-207102
利用能量最小原理, 确定了Ca0.5Sr0.5TiO3晶体中4c位置的Ca/Sr原子对称分布, 建立了Ca0.5Sr0.5TiO3稳定的晶体结构, 在此基础上利用基于密度泛函理论第一性原理的平面波超软赝势方法, 采用局域密度近似和广义梯度近似函数, 计算了Ca0.5Sr0.5TiO3的晶格参数、弹性常数、体弹模量、剪切模量、杨氏模量、泊松比, 并基于Christoffel方程的本征值研究了平面声波的特征, 基于Cahill和Cahill-Pohl模型研究了最小热导率的特征. 计算结果表明: Ca0.5Sr0.5TiO3晶格参数和实验值很接近, 体弹模量大于剪切模量, [100], [010], [001]晶向的杨氏模量、泊松比、普适弹性常数(AU)以及杨氏模量三维图均显示了弹性各向异性; 平面声波在(010), (001)平面呈现各向异性, 在(100)平面呈现各向同性, 平面声波大小与平均横波和平均纵波的数值很接近. Cahill模型最小热导率在各平面呈现各向同性, Cahill-Pohl模型最小热导率在高温时趋于恒定. 准谐德拜模型下Ca0.5Sr0.5TiO3 晶体的摩尔热容和热膨胀系数与CaTiO3晶体的接近, 并且高温下具有稳定的热膨胀性能. 计算所得禁带宽度为2.19 eV, 导带底主要是Ti-3d与O-2p态电子贡献; 由电荷布居和电荷密度图理论证实Ca0.5Sr0.5TiO3具有稳定的Ti-O八面体结构.  相似文献   

7.
在低温条件下,随着搀杂浓度的增加,La1-X(Ca,Sr)xMnO3材料在x=0.5时会发生由铁磁态向反铁磁态绝缘体的相变过程.X-射线和中子衍射实验的研究进一步表明,在x=0.5时由于自旋、电荷和轨道序的相互作用,形成了La1-x(Ca,Sr)xMnO3材料的Charge-Exchange(CE)型反铁磁结构,因此出现了一些反常的磁学性质.本文对La0.5(Ca,Sr)0.5MnO3材料各种有序相进行了深入的研究.以多带Hubbard模型为基础,我们运用平均场近似和实空间Recursion方法,计算了La0.5(Ca,Sr)0.5MnO3材料中各种轨道序的铁磁态,G-型反铁磁态和CE型反铁磁态的态密度和能量.通过对不同状态之间能量的比较,得出在La0.5(Ca,Sr)0.5MnO3材料中CE-型反铁磁态将是系统最稳定状态的结论.同时对CE-型反铁磁态密度的分析,可以看出由于赝能隙的产生,系统将逐渐向绝缘体转变这一趋势.所有这些结论都和中子衍射和X-射线衍射的实验结果相符合.  相似文献   

8.
利用第一性原理研究了Ba0.5Sr0.5TiO3的能带结构和光学性质.结果表明,导带和价带都来源于钛原子3d轨道和氧原子2p轨道的杂化.导带主要由钛原子的3d轨道贡献,价带主要由氧原子的2p轨道贡献.吸收系数为105 cm-1量级,且吸收主要集中在低能区.折射率为n(0)=2.1,结果与实验符合.  相似文献   

9.
溶胶凝胶法制备了Na0.5Bi0.5Ti1-xMnxO3(x=0,0.02,0.04)陶瓷样品,X射线衍射(XRD)分析表明陶瓷样品均形成了单一的钙钛矿(ABO3)型结构且没有杂质相的形成.随着Mn含量的增加,XRD峰向高角度方向移动,表明Mn离子进入Na0.5Bi0.5TiO3晶格.掺杂样品均表现出室温铁磁性和铁电性.磁测量表明样品中存在复杂的磁相互作用,包括铁磁,反铁磁和顺磁相互作用.以上结果表明,通过Mn的掺杂可以使铁电材料Na0.5Bi0.5TiO3转变为多铁材料.  相似文献   

10.
A new stacking method via variation ofsubstrate temperature in rfmagnetron sputter is used to fabricate polycrystalline/polycrystalline Ba0.5Sr0.5TiO3 thin films with higher dielectric constant, higher breakdown strength and lower leakage current densities than those prepared by a conventionM deposition method. The improved figure of merit G (ε0εrEb) of the Ba0.5Sr0.5TiO3 thin films implies that they are a feasible insulation layer for thin film electroluminescent devices.  相似文献   

11.
合成了系列M2SiO4∶Re(M=Mg,Ca,Ba; Re= Ce3 ,Tb3 )样品,研究了样品在真空紫外区域的激发光谱和发射光谱.从激发谱可以看出:M2SiO4∶Re(M=Mg,Ca,Ba; Re= Ce3 ,Tb3 )在147,172 nm有很强的吸收带.用Mg,Ca完全取代Ba2SiO4∶Tb3 中的Ba ,相对应的晶体的晶格参数逐渐增大,晶场的能量逐渐减少,其激发光谱随着碱土离子半径的增加向长波方向移动.在172 nm真空紫外光激发下,观察到M2SiO4∶Re(M=Mg,Ca,Ba; Re=Tb3 和M2SiO4∶Re(M=Mg,Ca,Ba; Re= Ce3 ,Tb3 )特征发射;在真空紫外激发下,随着M2SiO4∶Re(M=Mg,Ca,Ba; Re= Ce3 ,Tb3 )中Ce3 含量的增加,M2SiO4∶Re的特征发射明显减弱,并分析讨论了相关发光现象的成因.  相似文献   

12.
BaTiO3–Bi0.5Na0.5TiO3 is one of the promising candidates as a high-temperature relaxor with a high Curie temperature and several preferred dielectric characteristics. It has been found experimentally for a long time that adding calcium to BaTiO3–Bi0.5Na0.5TiO3 improves its temperature characteristic of the capacitance [J. Electron. Mater. 39, 2471]. In this study, Calcium (Ca) defects in perovskite BaTiO3 and Bi0.5Na0.5TiO3 have been studied based on first-principles calculations. In both BaTiO3 and Bi0.5Na0.5TiO3, our calculations showed that Ca atom energetically prefers to substitute for the cations, that is Ba, Bi, Na and Ti, depending on the growth conditions. In most cases, Ca predominantly substitutes on the A-site without providing additional electrical carriers (serve as either neutral defects or self-compensating defects). The growth conditions where Ca can be forced to substitute for B-site (with limited amount) and the conditions where Ca can be forced to serve as an acceptor are identified. Details of the local structures, formation energies and electronic properties of these Ca defects are reported.  相似文献   

13.
本文采用密度泛函理论,深入研究了N作为替位和间隙原子对ZnO电子结构和光学性质的影响,结果表明:由于N在八面体间隙位置的形成能小所以更倾向于占据八面体间隙位置;N掺杂ZnO会形成p型半导体;N在间隙位置能够明显的缩小带隙宽度,可以有效的促进ZnO对光的吸收;在可见光区,处于间隙位置的N具有良好的光学吸收谱并且产生明显的红移,这与带隙的变化规律一致。  相似文献   

14.
D.M. Hoat 《Physics letters. A》2019,383(14):1648-1654
In the last years, alkaline-earth based antiperovskite compounds with small semiconductor band gap have been proven to be promising candidate for optoelectronic and thermoelectric applications. In this work, the structural, electronic, optical and thermoelectric properties of Ae3PbS (Ae = Ca, Sr and Ba) compounds have been predicted using first principles calculations based on the full-potential linearized augmented plane-wave (FP-LAPW) method and semiclassical Boltzmann transport theory. Exchange-correlation effect is treated with the generalized gradient approximation with Perdew–Burke–Ernzerhof scheme (GGA-PBE) and Tran–Blaha modified Becke–Johnson exchange potential. The lattice constant of considered materials increases as Ae goes in order from Ca to Ba and the hardness slightly decreases in this order. Ca3PbS and Sr3PbS are semiconductor with direct band gap of 0.199 eV and 0.116 eV, respectively, while Ba3PbS is nearly metallic. Important optical responses of studied antiperovskites are found in the visible and ultraviolet energy range. Finally, the thermoelectric properties including Seebeck coefficient, electrical conductivity, thermal conductivity, power factor and figure of merit are calculated. Obtained results show that Ca3PbS and Sr3PbS could be candidate for applications in thermoelectric generators at low and moderate temperatures due to their high figure of merit values.  相似文献   

15.
合成了系列M2SiO4:Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Ce3+,Tb3+)样品,研究了样品在真空紫外区域的激发光谱和发射光谱。从激发谱可以看出:M2SiO4:Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Ce3+,Tb3+)在147,172nm有很强的吸收带。用Mg,Ca完全取代Ba2SiO4:Tb3+中的Ba,相对应的晶体的晶格参数逐渐增大,晶场的能量逐渐减少,其激发光谱随着碱土离子半径的增加向长波方向移动。在172nm真空紫外光激发下,观察到M2SiO4:Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Tb3+和M2SiO4:Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Ce3+,Tb3+)特征发射;在真空紫外激发下,随着M2SiO4:Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Ce3+,Tb3+)中Ce3+含量的增加,M2SiO4:Re的特征发射明显减弱,并分析讨论了相关发光现象的成因。  相似文献   

16.
利用第一性原理研究了Ba0.5Sr0.5TiO3的能带结构和光学性质.结果表明,导带和价带都来源于钛原子3d轨道和氧原子2p轨道的杂化.导带主要由钛原子的3d轨道贡献,价带主要由氧原子的2p轨道贡献.吸收系数为105 cm-1量级,且吸收主要集中在低能区.折射率为n(0)=2.1,结果与实验符合. 关键词: 第一性原理 能带结构 光学性质  相似文献   

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