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氮氢混合气氛退火中氢对Bi4Ti3O12铁电性能的影响

赵庆勋 马继奎 耿波 魏大勇 关丽 刘保亭

氮氢混合气氛退火中氢对Bi4Ti3O12铁电性能的影响

赵庆勋, 马继奎, 耿波, 魏大勇, 关丽, 刘保亭
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  • 采用基于密度泛函理论的第一性原理研究了在氮氢混合气氛中退火后Bi4Ti3O12铁电性的退化机理. 分别计算了无氢、含氢模型中Ti沿c轴位移时体系总能量的变化,电子云密度分布,以及电子结构的总能态密度的变化. 结果表明含氢Bi4Ti3O12铁电相Ti-O,Bi-O间的电子云重叠布居分布较无氢情况下变化明显,氢氧之间较强的轨道杂化使它们趋于形成共价键;晶格中氢氧键的
    • 基金项目: 国家自然科学基金 (批准号:60876055, 11074063), 高等学校博士点基金(批准号:20091301110002), 河北省自然科学基金(批准号:E2009000207, E2008000620, 08B010 ), 河北省应用基础研究计划重点基础研究项目(批准号:10963525D)资助的课题.
    [1]

    Jia C H, Chen Y H, Zhang W F 2009 J. Appl. Phys. 105 113108

    [2]

    Scott J F 2007 Science 315 954

    [3]

    Xu G C, Pan L, Guan Q F, Zou G T 2006 Acta Phys. Sin. 55 3080 (in Chinese) [徐国成、潘 玲、关庆丰、邹广田 2006 物理学报 55 3080]

    [4]

    Li J J, Yu J, Li J, Yang W M, Wu Y Y, Wang Y B 2009 Acta Phys. Sin. 58 1246 (in Chinese) [李建军、于 军、李 佳、 杨卫明、吴云翼、王耘波2009 物理学报 58 1246] 〖5] Sun J B, Sun H, Wang W, Cai H, Chen X B 2009 Chin. Phys. B 18 4511

    [5]

    Wu Y Y, Wang X H, Li L T 2010 Chin. Phys. B 19 037701

    [6]

    Park C H, Chadi D J 2000 Phys. Rev. Lett. 84 4717

    [7]

    Lee J K, Park Y, Chung I 2002 J. Appl. Phys. 92 2724

    [8]

    Chon U, Kim K B, Jang H M 2001 Appl. Phys. Lett. 79 2450

    [9]

    Aggarwal S, Perusse S R, Tipton C W, Ramesh R, Drew H D, Venkatesan T, Romero D B, Podobedov V B, Weber A 1998 Appl. Phys. Lett. 73 1973

    [10]

    Aggarwal S, Perusse S R, Nagaraj B, Ramesh R 1999 Appl. Phys. Lett. 74 3023

    [11]

    Aurivillius B 1949 Ark. Kemi. 1 499

    [12]

    Chu M W, Ganne M, Caldes M T, Gautier E, Brohan L 2003 Phys. Rev. B 68 014102

    [13]

    Subbarao E C 1961 Phys. Rev. 122 804

    [14]

    Park B H, Hyun S J, Bu S D, Noh T W, Lee J, Kim H D, Kim T H, Jo W 1999 Appl. Phys. Lett. 74 1907

    [15]

    Park B H, Kang B S, Bu S D, Noh T W, Lee J, Jo W 1999 Nature 401 682

    [16]

    Jovalekic C, Pavlovic M, Osmokrovic P, Atanasoska Lj 1998 Appl. Phys. Lett. 72 1051

    [17]

    Seo S, Yoon J G, Kim J D, Song T K, Kang B S, Noh T W, Lee Y K, Kim Ch J, Lee I S, Lee J K, Park Y S 2002 Appl. Phys. Lett. 81 1857

    [18]

    Segall M D, Lindan P J D, Probert M J, Pickard C J, Hasnip P J, Clark S J, Payne M C 2002 J. Phys.: Condens. Matter 14 2717

    [19]

    Guan L, Li Q, Zhao Q X, Guo J X, Zhou Y, Jin L T, Geng B, Liu B T 2009 Acta Phys. Sin. 58 5624 (in Chinese) [关 丽、李 强、赵庆勋、郭建新、周 阳、金利涛、耿 波、刘保亭 2009 物理学报 58 5624]

    [20]

    Vanderbilt D 1990 Phys. Rev. B 41 7892

    [21]

    Perdew J P, Chevary J A, Vosko S H, Jackson K A, Pederson M R, Singh D J, Fiolhais C 1992 Phys. Rev. B 46 6671

    [22]

    Perdew J P, Burke K, Ernzerhof M 1996 Phys. Rev. Lett. 77 3865

    [23]

    Postnikov A V, Bartkowski St, Mersch F, Neumann M, Kurmaev E Z, Cherkashenko V M, Nemnonov S N, Galakhov V R 1995 Phys. Rev. B 52 11805

    [24]

    Cohen R E 1992 Nature 358 136

    [25]

    Shimakawa Y, Kubo Y, Tauchi Y, Asano H, Kamiyama T, Izumi F, Hiroi Z 2001 Appl. Phys. Lett. 79 2791

    [26]

    Zhao Q X, Geng B, Wang S B, Bian F, Guan L, Liu B T, 2009 Acta Phys. Chim. Sin. 25 183 (in Chinese)[赵庆勋、耿 波、王书彪、关 丽、刘保亭 2009 物理化学学报 25 183]

    [27]

    Brown I D, Altermatt D 1985 Acta Crystallogr. B 41 244

  • [1]

    Jia C H, Chen Y H, Zhang W F 2009 J. Appl. Phys. 105 113108

    [2]

    Scott J F 2007 Science 315 954

    [3]

    Xu G C, Pan L, Guan Q F, Zou G T 2006 Acta Phys. Sin. 55 3080 (in Chinese) [徐国成、潘 玲、关庆丰、邹广田 2006 物理学报 55 3080]

    [4]

    Li J J, Yu J, Li J, Yang W M, Wu Y Y, Wang Y B 2009 Acta Phys. Sin. 58 1246 (in Chinese) [李建军、于 军、李 佳、 杨卫明、吴云翼、王耘波2009 物理学报 58 1246] 〖5] Sun J B, Sun H, Wang W, Cai H, Chen X B 2009 Chin. Phys. B 18 4511

    [5]

    Wu Y Y, Wang X H, Li L T 2010 Chin. Phys. B 19 037701

    [6]

    Park C H, Chadi D J 2000 Phys. Rev. Lett. 84 4717

    [7]

    Lee J K, Park Y, Chung I 2002 J. Appl. Phys. 92 2724

    [8]

    Chon U, Kim K B, Jang H M 2001 Appl. Phys. Lett. 79 2450

    [9]

    Aggarwal S, Perusse S R, Tipton C W, Ramesh R, Drew H D, Venkatesan T, Romero D B, Podobedov V B, Weber A 1998 Appl. Phys. Lett. 73 1973

    [10]

    Aggarwal S, Perusse S R, Nagaraj B, Ramesh R 1999 Appl. Phys. Lett. 74 3023

    [11]

    Aurivillius B 1949 Ark. Kemi. 1 499

    [12]

    Chu M W, Ganne M, Caldes M T, Gautier E, Brohan L 2003 Phys. Rev. B 68 014102

    [13]

    Subbarao E C 1961 Phys. Rev. 122 804

    [14]

    Park B H, Hyun S J, Bu S D, Noh T W, Lee J, Kim H D, Kim T H, Jo W 1999 Appl. Phys. Lett. 74 1907

    [15]

    Park B H, Kang B S, Bu S D, Noh T W, Lee J, Jo W 1999 Nature 401 682

    [16]

    Jovalekic C, Pavlovic M, Osmokrovic P, Atanasoska Lj 1998 Appl. Phys. Lett. 72 1051

    [17]

    Seo S, Yoon J G, Kim J D, Song T K, Kang B S, Noh T W, Lee Y K, Kim Ch J, Lee I S, Lee J K, Park Y S 2002 Appl. Phys. Lett. 81 1857

    [18]

    Segall M D, Lindan P J D, Probert M J, Pickard C J, Hasnip P J, Clark S J, Payne M C 2002 J. Phys.: Condens. Matter 14 2717

    [19]

    Guan L, Li Q, Zhao Q X, Guo J X, Zhou Y, Jin L T, Geng B, Liu B T 2009 Acta Phys. Sin. 58 5624 (in Chinese) [关 丽、李 强、赵庆勋、郭建新、周 阳、金利涛、耿 波、刘保亭 2009 物理学报 58 5624]

    [20]

    Vanderbilt D 1990 Phys. Rev. B 41 7892

    [21]

    Perdew J P, Chevary J A, Vosko S H, Jackson K A, Pederson M R, Singh D J, Fiolhais C 1992 Phys. Rev. B 46 6671

    [22]

    Perdew J P, Burke K, Ernzerhof M 1996 Phys. Rev. Lett. 77 3865

    [23]

    Postnikov A V, Bartkowski St, Mersch F, Neumann M, Kurmaev E Z, Cherkashenko V M, Nemnonov S N, Galakhov V R 1995 Phys. Rev. B 52 11805

    [24]

    Cohen R E 1992 Nature 358 136

    [25]

    Shimakawa Y, Kubo Y, Tauchi Y, Asano H, Kamiyama T, Izumi F, Hiroi Z 2001 Appl. Phys. Lett. 79 2791

    [26]

    Zhao Q X, Geng B, Wang S B, Bian F, Guan L, Liu B T, 2009 Acta Phys. Chim. Sin. 25 183 (in Chinese)[赵庆勋、耿 波、王书彪、关 丽、刘保亭 2009 物理化学学报 25 183]

    [27]

    Brown I D, Altermatt D 1985 Acta Crystallogr. B 41 244

  • [1] 钟向丽, 王金斌, 廖 敏, 周益春, 谭丛兵, 潘 伟. Nd掺杂对Bi4Ti3O12铁电薄膜的微结构和铁电性能的影响. 物理学报, 2007, 56(10): 6084-6089. doi: 10.7498/aps.56.6084
    [2] 孙正昊, 向鹏, 兰民, 孙源, 明星, 孟醒, 陈岗. 多铁材料BaCoF4电子结构的第一性原理研究. 物理学报, 2009, 58(8): 5653-5660. doi: 10.7498/aps.58.5653
    [3] 孙源, 黄祖飞, 明星, 王春忠, 陈岗, 范厚刚. BiFeO3中各离子在铁电相变中作用本质的第一性原理研究. 物理学报, 2009, 58(1): 193-200. doi: 10.7498/aps.58.193.1
    [4] 何建平, 吕文中, 汪小红. Ba0.5Sr0.5TiO3有序构型的第一性原理研究. 物理学报, 2011, 60(9): 097102. doi: 10.7498/aps.60.097102
    [5] 陈召勇, 杨 春, 李言荣, 薛卫东. 四方相BaTiO3铁电性的第一性原理研究. 物理学报, 2005, 54(2): 857-862. doi: 10.7498/aps.54.857
    [6] 王华. Si基Bi4Ti3O12铁电薄膜的制备与特性研究. 物理学报, 2004, 53(4): 1265-1270. doi: 10.7498/aps.53.1265
    [7] 王 华, 任鸣放. Ag/Bi4Ti3O12栅n沟道铁电场效应晶体管制备及存储特性. 物理学报, 2006, 55(3): 1512-1516. doi: 10.7498/aps.55.1512
    [8] 石玉君, 张旭, 秦雷, 金魁, 袁洁, 朱北沂, 竺云. Bi1-xLaxFeO3±δ薄膜的快速制备及铁电性. 物理学报, 2016, 65(5): 058101. doi: 10.7498/aps.65.058101
    [9] 钟维烈, 张沛霖, 王春雷, 李正法, 裘忠平, 葛洪良. 钛酸铋钡陶瓷的介电性、铁电性及对晶格结构的依赖性. 物理学报, 2004, 53(9): 3200-3204. doi: 10.7498/aps.53.3200
    [10] 王秀章, 刘红日. La0.3Sr0.7TiO3模板层对Pb(Zr0.5Ti0.5)O3薄膜的铁电性能增强效应的研究. 物理学报, 2007, 56(3): 1735-1740. doi: 10.7498/aps.56.1735
    [11] 张辉, 张国英, 肖明珠, 路广霞, 张轲, 朱圣龙. 金属元素替代对Li4BN3H10储氢材料释氢影响机理的第一性原理研究. 物理学报, 2011, 60(4): 047109. doi: 10.7498/aps.60.047109
    [12] 陈玉红, 曹一杰, 任宝兴. Ti原子在Al(110)表面吸氢过程中催化作用的第一性原理研究. 物理学报, 2010, 59(11): 8015-8020. doi: 10.7498/aps.59.8015
    [13] 王 华, 任明放. SrBi2Ta2O9/Bi4Ti3O12复合铁电薄膜的制备与特性研究. 物理学报, 2007, 56(12): 7315-7319. doi: 10.7498/aps.56.7315
    [14] 付现凯, 陈万骐, 姜钟生, 杨波, 赵骧, 左良. Ti3O5弹性、电子和光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2019, 68(20): 207301. doi: 10.7498/aps.68.20190664
    [15] 汝强, 李燕玲, 胡社军, 彭薇, 张志文. Sn3InSb4合金嵌Li性能的第一性原理研究. 物理学报, 2012, 61(3): 038210. doi: 10.7498/aps.61.038210
    [16] 张易军, 闫金良, 赵刚, 谢万峰. Si掺杂β-Ga2O3的第一性原理计算与实验研究. 物理学报, 2011, 60(3): 037103. doi: 10.7498/aps.60.037103
    [17] 石瑜, 白洋, 莫丽玢, 向青云, 黄亚丽, 曹江利. H掺杂α-Fe2O3的第一性原理研究. 物理学报, 2015, 64(11): 116301. doi: 10.7498/aps.64.116301
    [18] 卢金炼, 曹觉先. 单个钛原子储氢能力和储氢机制的第一性原理研究. 物理学报, 2012, 61(14): 148801. doi: 10.7498/aps.61.148801
    [19] 杨敏, 王六定, 陈国栋, 安博, 王益军, 刘光清. 碳掺杂闭口硼氮纳米管场发射第一性原理研究. 物理学报, 2009, 58(10): 7151-7155. doi: 10.7498/aps.58.7151
    [20] 宋久旭, 杨银堂, 刘红霞, 张志勇. 掺氮碳化硅纳米管电子结构的第一性原理研究. 物理学报, 2009, 58(7): 4883-4887. doi: 10.7498/aps.58.4883
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-01-28
  • 修回日期:  2010-03-18
  • 刊出日期:  2010-11-15

氮氢混合气氛退火中氢对Bi4Ti3O12铁电性能的影响

  • 1. 河北大学物理科学与技术学院,保定 071002
    基金项目: 

    国家自然科学基金 (批准号:60876055, 11074063), 高等学校博士点基金(批准号:20091301110002), 河北省自然科学基金(批准号:E2009000207, E2008000620, 08B010 ), 河北省应用基础研究计划重点基础研究项目(批准号:10963525D)资助的课题.

摘要: 采用基于密度泛函理论的第一性原理研究了在氮氢混合气氛中退火后Bi4Ti3O12铁电性的退化机理. 分别计算了无氢、含氢模型中Ti沿c轴位移时体系总能量的变化,电子云密度分布,以及电子结构的总能态密度的变化. 结果表明含氢Bi4Ti3O12铁电相Ti-O,Bi-O间的电子云重叠布居分布较无氢情况下变化明显,氢氧之间较强的轨道杂化使它们趋于形成共价键;晶格中氢氧键的

English Abstract

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