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-AlON晶体电子结构和光学性质研究

潘磊 卢铁城 苏锐 王跃忠 齐建起 付佳 张燚 贺端威

-AlON晶体电子结构和光学性质研究

潘磊, 卢铁城, 苏锐, 王跃忠, 齐建起, 付佳, 张燚, 贺端威
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  • 本研究在基于第一性原理的密度泛函理论(DFT)框架下, 采用局域密度近似(LDA)和赝势平面波方法, 计算了平衡结构尖晶石型 -AlON的态密度和光学性质参数.结合表征电子结构的态密度, 分析了 -AlON在030 eV范围内的复介电函数以及由其导出的折射率、反射谱、 吸收谱等.理论计算得出: -AlON零频介电常数1(0)=2.60, 折射率n0=1.61, 在红外到近紫外以及20.23 eV以上的紫外波段,其光吸收趋近于零, 表现为光学透明. 理论计算结果与相关实验数据相一致, 为 -AlON在光学窗口及头罩材料等方面的应用提供了理论依据和参考.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 50872083), 航空科学基金(批准号: 20100119003), 四川大学中央高校基本科研专项基金 (批准号: 2009SCU11126)资助的课题.
    [1]

    McCauley J M 1978 J. Am. Ceram. Soc. 61 372

    [2]

    McCauley J M Corbin N D 1979 J. Am. Ceram. Soc. 62 476

    [3]

    Hartnett T M, Maguire E A, Gentilman R L, Corbin N D, Mc- Cauley J W 1982 Cera. Eng. and Sci. Proc. 3 67

    [4]

    McCauley J M, Parimal P, Mingwei C, Gilde G, Strassburger E, Paliwal B, Ramesh K T, Dandekar D P 2009 J. Eur. Ceram. Soc. 29 223

    [5]

    Chang M F, Rudi M, Hubertus T H, Gijsbertus D W 2001 J. Am. Ceram. Soc. 84 2633

    [6]

    Onyekwelu U O, Lowther J E 2010 Chemical Physics Letters 494 323

    [7]

    Alay-e-Abbas S M, Sabir N, Saeed Y, Shaukat A 2010 J. Alloys. Compd 503 10

    [8]

    Yue L C, Ma X G, Tang H, Wang Y, Li X, Jiang J J, 2010 Acta Phys. Sin. 59 1314 (in Chinese) [乐伶聪, 马新国, 唐豪, 王扬, 李翔, 江建军 2010 物理学报 59 1314]

    [9]

    Hohenberg P, Kohn W 1964 Phys.Rev. 136 B864

    [10]

    Kresse G, Hanfner J 1993 Phys. Rev. B 47 558

    [11]

    Kresse G, Furthmuller 1996 J.Comput Mater Sci. 6 15

    [12]

    Kresse G, Hanfner J 1994 J. Phys: Condens Matter. 6 8245

    [13]

    Monkhorst H J, Pack D J 1976 Phys. Rev. B 13 5188

    [14]

    Huang K 1988 Solid-State Physics (Beijing: Higher Education Press) (in Chinese) [黄昆 1988 固体物理学 (北京: 高等教育出版社)]

    [15]

    Shen X C 2002 The Spectrum and Optical Property of Semiconductor (Beijing: Science Press) (in Chinese) [沈学础 2002 半导体光谱和光学性质 (第二版) (北京: 科学出版社)]

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    French R H 1990 J. Am. Ceram. Soc. 73 477

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    Li Z Q, Yin Y L, Liu X D, Li L Y, Liu H, Song Q G 2009 J. Appl. Phys.106 083701

    [18]

    Dantas J M, Lalic M V 2010 Optical Materials 32 1633

    [19]

    Zhang J K, Deng S H, Jin H, Liu Y L 2007 Acta Phys. Sin. 56 5371 (in Chinese) [张金奎, 邓胜华, 金慧, 刘悦林 2007 物理学报 56 5371]

    [20]

    Cui D M, Xie Q, Chen Q, Zhao F J, Li X Z 2010 Acta Phys. Sin. 59 2027 (in Chinese) [崔冬萌, 谢泉, 陈茜, 赵凤娟, 李旭珍 2010 物理学报 59 2027]

    [21]

    Edward D P 1991 Handbook of Optical Constants of Solids II (California: Academic Press)

    [22]

    Fang R C 2001 Solid State Spectroscopy (Hefei: University of Science and Technology of China Press) (in chinese) [方容川 2001 固体光谱学 (合肥: 中国科学技术大学出版社)]

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    [20] 彭卫民, 申筱濛, 姬广富, 赵峰, 李晓凤. 高压下固态Kr弹性性质、电子结构和光学性质的第一性原理计算. 物理学报, 2009, 58(4): 2660-2666. doi: 10.7498/aps.58.2660
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-03-31
  • 修回日期:  2011-05-25
  • 刊出日期:  2012-01-20

-AlON晶体电子结构和光学性质研究

  • 1. 四川大物理科学与技术学院, 成都 610064;
  • 2. 四川大学辐射物理及技术教育部重点实验室, 成都 610064;
  • 3. 四川大学原子与分子物理研究所, 成都 610065
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 50872083), 航空科学基金(批准号: 20100119003), 四川大学中央高校基本科研专项基金 (批准号: 2009SCU11126)资助的课题.

摘要: 本研究在基于第一性原理的密度泛函理论(DFT)框架下, 采用局域密度近似(LDA)和赝势平面波方法, 计算了平衡结构尖晶石型 -AlON的态密度和光学性质参数.结合表征电子结构的态密度, 分析了 -AlON在030 eV范围内的复介电函数以及由其导出的折射率、反射谱、 吸收谱等.理论计算得出: -AlON零频介电常数1(0)=2.60, 折射率n0=1.61, 在红外到近紫外以及20.23 eV以上的紫外波段,其光吸收趋近于零, 表现为光学透明. 理论计算结果与相关实验数据相一致, 为 -AlON在光学窗口及头罩材料等方面的应用提供了理论依据和参考.

English Abstract

参考文献 (22)

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