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相似文献
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1.
Co掺杂MgF2电子结构和光学特性的第一性原理研究   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了Co掺杂MgF2晶体的几何结构、电子结构和光学性质.结果表明,Co掺杂导致MgF2晶体结构畸变,可能发生一种类四方和斜方型结构相变.由于Co原子的加入,体系的禁带宽度减小,可观察到半导体-金属性转变.计算也表明,Co掺杂对静态介电常数和光吸收系数有重要调制作用,所得结果与最近实验测量很好相符,揭示了Co:MgF2体系在光学元器件方面的潜在应用.  相似文献   

2.
基于密度泛函理论(DFT) 的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了过渡金属Ni不同比例(16.67%,12.5%,8.33%,6.25%)掺杂MgF2晶体的几何结构、电子结构和光学性质。通过对比发现,由于Ni原子的掺入, 体系的禁带宽度减小且能带中出现中间杂质带。另外, 介电函数虚部以及吸收光谱图中均出现双峰结构,结合前人的计算给出了详细的物理机制。上述现象,揭示了Ni掺杂MgF2 体系在光学元器件方面的潜在应用。  相似文献   

3.
基于密度泛函理论(DFT) 的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了过渡金属Ni不同比例(16.67%,12.5%,8.33%,6.25%)掺杂MgF2晶体的几何结构、电子结构和光学性质。通过对比发现,由于Ni原子的掺入, 体系的禁带宽度减小且能带中出现中间杂质带。另外, 介电函数虚部以及吸收光谱图中均出现双峰结构,结合前人的计算给出了详细的物理机制。上述现象,揭示了Ni掺杂MgF2 体系在光学元器件方面的潜在应用。  相似文献   

4.
陈琨  范广涵  章勇 《物理学报》2008,57(2):1054-1060
采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势方法计算了纤锌矿ZnO及不同量Mn 掺杂ZnO 晶体的电子结构,分析了掺杂对ZnO 晶体的能带结构、电子态密度、差分电荷分布的影响. 计算结果表明,随着Mn 掺杂含量的增加,ZnO 禁带宽度相应增加并且对紫外吸收区的光吸收能力也随之增强. 关键词: 密度泛函理论(DFT) 第一性原理 超软赝势 Mn掺杂ZnO  相似文献   

5.
陈琨  范广涵  章勇 《中国物理 B》2008,17(2):1054-1060
采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势方法计算了纤锌矿ZnO及不同量Mn 掺杂ZnO 晶体的电子结构,分析了掺杂对ZnO 晶体的能带结构、电子态密度、差分电荷分布的影响. 计算结果表明,随着Mn 掺杂含量的增加,ZnO 禁带宽度相应增加并且对紫外吸收区的光吸收能力也随之增强.  相似文献   

6.
张易军  闫金良  赵刚  谢万峰 《物理学报》2011,60(3):37103-037103
采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势(USPP)法, 在广义梯度近似(GGA)下计算了本征β-Ga2O3和Si掺杂β-Ga2O3的能带结构、电子态密度、差分电荷密度和光学特性. 在蓝宝石衬底(0001)晶面上用脉冲激光沉积(PLD)法制备了本征β-Ga2O3和Si掺杂β-Ga2O3薄膜, 测量了其吸收光谱和反射光 关键词: 第一性原理 超软赝势 密度泛函理论 2O3')" href="#">Si掺杂β-Ga2O3  相似文献   

7.
二氧化钛(TiO2)作为一种性能优良的光催化剂已经被广泛地研究和使用.本研究中利用了第一性原理和GGA+U方法,对锐钛矿结构TiO2晶体三种可能的(Co,N)共掺杂体系的几何结构、形成能、电子结构和光吸收系数进行了研究,并与单掺杂(Co/N)体系进行了对比.结果表明,在三种共掺杂TiO2中,Co与N相邻时晶格畸变最小,但掺杂原子周围晶格畸变较大;同时,较低的形成能表明此种共掺杂结构最容易形成;此外,因为C0与N成键,其杂质能级的数目与能量较其他共掺杂结构有较大差异.(Co,N)共掺杂体系与未掺杂TiO2的相比,其禁带宽度较小,禁带中存在杂质能级,因此其吸收边红移,在可见光波段有较好的光吸收能力.故(Co,N)共掺杂可以很好地提升锐钛矿型TiO2在可见光波段的光催化性能.  相似文献   

8.
二氧化钛(TiO2)作为一种性能优良的光催化剂已经被广泛地研究和使用. 本研究中利用了第一性原理和GGA+U方法, 对锐钛矿结构TiO2晶体三种可能的(Co,N)共掺杂体系的几何结构、形成能、电子结构和光吸收系数进行了研究, 并与单掺杂(Co/N)体系进行了对比. 结果表明, 在三种共掺杂TiO2中, Co与N相邻时晶格畸变最小, 但掺杂原子周围晶格畸变较大;同时, 较低的形成能表明此种共掺杂结构最容易形成;此外, 因为Co与N成键, 其杂质能级的数目与能量较其他共掺杂结构有较大差异. (Co,N)共掺杂体系与未掺杂TiO2的相比, 其禁带宽度较小, 禁带中存在杂质能级, 因此其吸收边红移, 在可见光波段有较好的光吸收能力. 故(Co,N)共掺杂可以很好地提升锐钛矿型TiO2在可见光波段的光催化性能.  相似文献   

9.
此文用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法,分别研究了本征、掺Cd、掺Sr的Mg2Ge的能带结构、电子态密度和光学性质.研究结果表明,本征Mg2Ge是一种间接带隙半导体,带隙值为0.228eV.Sr的掺入使其变成带隙为0.591 eV的直接带隙半导体,Cd掺杂Mg2Ge后表现出半金属性质.掺杂后的主要吸收峰减小,吸收谱范围增加.在可见光能量范围内,掺杂的Mg2Ge有更低的反射率,对可见光的利用率增强.此外,掺杂还提高了高能区的光电导率.  相似文献   

10.
Mn、Fe掺杂ZnS的第一性原理计算   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了闪锌矿结构的纯净ZnS、Mn掺杂ZnS和Fe掺杂ZnS的电子结构和光学性质,分析了掺杂对ZnS晶体的能带结构、电子态密度、光学吸收系数的影响。计算结果表明:掺杂体系费米能级附近的电子态密度主要来源于Mn 3d,Fe 3d态电子的贡献;Mn、Fe掺杂情况下的光吸收谱均向低能级方向移动且在低能端形成新的吸收峰,红移效应明显。  相似文献   

11.
The geometric structure, electronic and optical properties of MgF2 crystal mixed with Ag, Au are obtained by adopting the first-principles calculation of plane wave ultra-soft pseudo-potential technology based upon the density function theory (DFT). The calculation results show that the doping of Ag and Au diminishes of the MgF2 system and the occurrence of half-metallic properties with a greater influence of Au than Ag. In addition, the refractive index and absorption coefficient of the MgF2 system are enhanced because of the doping. The modulation action on the refractive index of MgF2 indicates potential application of the forbidden bandwidth doping in optical devices.  相似文献   

12.
MgF2单晶的THz光谱研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
利用THz时域光谱技术对MgF2晶体(样品1)和MgF2:Co晶体(样品2)在0.5—2.5 THz的吸收特性进行了研究.在0.5—2.5 THz波段,样品1吸收系数α(ν)随频率ν增加而增大,最大值为24 cm-1.样品2的吸收系数比样品1大得多,Co掺杂使晶格吸收带边向低频移动,而且样品2在1.9 THz有吸收峰,吸收系数达到70 cm-1,由此求出F--Co2+离子键伸缩振动的键力常数K为3.40×10-2 N/cm.这一结果表明,THz光谱分析有可能成为研究晶体化学键的一种重要手段.利用光学常数之间的关系计算了两个样品在0.5—2.5 THz的介电函数的实部ε1(ν),得到样品1的ε1(ν)值在4.67至4.73之间,样品2的ε1(ν)值在4.62至5.01之间. 关键词: THz辐射 光谱 2晶体')" href="#">MgF2晶体  相似文献   

13.
The optical and structural properties of magnesium fluoride films deposited by conventional e-beam evaporation and sputtering have been investigated herein. Deposition processes were carried out on the glass substrates in the absence of any reactive gases. The results show that the deposition method has a considerable effect on the optical and microstructural properties MgF2 film. Also, the results show that the deposition parameters of the sputtered MgF2 films can be easily controlled to yield the desired layer. The optical, chemical, and structural properties of the deposited MgF2 films were characterized by using spectrophotometer, X-ray photoelectron spectroscopy, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and atomic force microscopy.  相似文献   

14.
N掺杂锐钛矿TiO2光学性能的第一性原理研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
彭丽萍  徐凌  尹建武 《物理学报》2007,56(3):1585-1589
用平面波赝势方法(PWP)计算了N掺杂锐钛矿型TiO2前后的光学特性,即介电函数虚部ε2(ω),光学吸收系数I(ω)和反射率R(ω). 并从能带结构上解释了为什么掺N后锐钛矿型TiO2的光学谱在2.93,3.56和3.97eV处相对掺杂前会出现3个峰值的原因. 从光谱图上分析得出,掺杂后TiO2要发生红移现象,实验现象证实了这一结果. 关键词: N掺杂 2')" href="#">锐钛矿型TiO2 光学性能 第一性原理  相似文献   

15.
We perform first-principles calculations to investigate the band structure, density of states, optical absorption, and the imaginary part of dielectric function of Cu, Ag, and Au-doped anatase TiO2 in 72 atoms systems. The electronic structure results show that the Cu incorporation can lead to the enhancement of d states near the uppermost of valence band, while the Ag and Au doping cause some new electronic states in band gap of TiO2. Meanwhile, it is found that the visible optical absorptions of Cu, Ag, and Au-doped TiO2, are observed by analyzing the results of optical properties, which locate in the region of 400-1000 nm. The absorption band edges of Cu, Ag, and Au-doped TiO2 shift to the long wavelength region compared with the pure TiO2. Furthermore, according to the calculated results, we propose the optical transition mechanisms of Cu, Ag, and Au-doped TiO2. Our results show that the visible light response of TiO2 can be modulated by substitutional doping of Cu, Ag, and Au.  相似文献   

16.
贠江妮  张志勇  闫军锋  邓周虎 《中国物理 B》2010,19(1):17101-017101
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 .  相似文献   

17.
β-Si3N4电子结构和光学性质的第一性原理研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
潘洪哲  徐明  祝文军  周海平 《物理学报》2006,55(7):3585-3589
采用基于密度泛函的平面波赝势方法(PWP)和广义梯度近似(GGA),计算了β相氮化硅(β-Si3N4)的电子结构和光学性质,得到的晶格常数、能带结构等均与实验结果较好符合.进一步还研究了β-Si3N4的光吸收系数以及禁带宽度随外压力的变化规律,为β-Si3N4材料在高压条件下的应用提供了理论参考. 关键词: β相氮化硅 电子结构 能带结构 光学性质  相似文献   

18.
The geometric structure,electronic structure,and optical properties of CdHg(SCN)4 crystal are calculated by using the density functional perturbation theory and Green function screening Coulomb interaction approximation.The band gap of CdHg(SCN)4 crystal is calculated to be 3.198 eV,which is in good agreement with the experimental value 3.265 eV.The calculated second-order nonlinear optical coefficients are d_(14) = 1.2906 pm/V and d_(15) = 5.0928 pm/V,which are in agreement with the experimental results(d_(14)=(1.4 ±0.6) pm/V and d_(15)=(6.0 ±0.9) pm/V).Moreover,it is found that the contribution to the valence band mainly comes from Cd-4d,Hg-5d states,and the contributions to the valence band top and the conduction band bottom predominantly come from C-2p,N-2p,and S-3p states.The second-order nonlinear optical effect of CdHg(SCN)_4 crystal results mainly from the internal electronic transition of(SCN)~-.  相似文献   

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