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BiTiO3电子结构及光学性质的第一性原理研究

骆最芬 岑伟富 范梦慧 汤家俊 赵宇军

BiTiO3电子结构及光学性质的第一性原理研究

骆最芬, 岑伟富, 范梦慧, 汤家俊, 赵宇军
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  • 采用基于第一性原理的赝势平面波方法, 对BiTiO3的多种结构进行了计算. 计算结果表明, C1C1结构最为稳定, 对应晶格参数为a=b=5.606 Å, c=9.954 Å; α=β=105.1°, γ=61.2°. 进一步对C1C1结构的BiTiO3的能带结构、电子性质和光学性质进行了研究, 发现BiTiO3是间接带隙半导体, 其费米面附近的能带主要由Ti-3d和O-2p层的电子态构成. 通过介电函数、复折射率和反射率等的研究, 发现BiTiO3的光学性质为近各向同性.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11174082)和贵州省科学技术基金(批准号: 黔科合J字LKM[2 013]15号)资助的课题.
    [1]

    Yang X W, Yan Y P, Han L X, Zeng Y W 2011 Journal of Nanjing University of Technology (Natural Science Edition) 33 41 (in Chinese) [杨晓伟, 阎玉萍, 韩龙祥, 曾燕伟 2011 南京工业大学学报(自然科学版) 33 41]

    [2]

    Xu X H, Yao W F, Zhang Y, Zhou A Q, Hou Y, Wang M 2005 Acta Chim. Sin. 63 5 (in Chinese) [许效红, 姚伟峰, 张寅, 周爱秋, 侯云, 王民 2005 化学学报 63 5]

    [3]

    Wei W, Dai Y, Huang B B 2009 J. Phys. Chem. C 113 5658

    [4]

    Murugesan S K, Muhammad N H, Yanfa Y, Mowafak M J, Vaidyanathan S 2010 J. Phys. Chem. C 114 10598

    [5]

    Du X F, Chen I W 1998 J. Am. Ceram. Soc. 81 3253

    [6]

    Shoji K, Uehara Y, Sakata K 1996 Jpn. J. Appl. Phys. 35 5126

    [7]

    Takahashi M, Noguchi Y J, Miyayama M 2002 Jpn. J. Appl. Phys. 41 7053

    [8]

    Luo Z F, Chen X Y, Tang J J, Lin S Y, Fan M H, Zhao Y J 2013 J. Synth. Cryst. 42 2188 (in Chinese) [骆最芬, 陈星源, 汤家俊, 林诗源, 范梦慧, 赵宇军 2013 人工晶体学报 42 2188]

    [9]

    He C, Ma Z J, Sun B Z, Sa R J, Wu K C 2015 J. Alloys Compd. 623 393

    [10]

    Sharan A, An I, Chen C, Collins R W, Lettieri J, Jia Y F, Schlom D G, Gopalan V 2003 Appl. Phys. Lett. 83 5169

    [11]

    Li C L, Wang Z Q, Wang C Y 2011 Physica B 406 2028

    [12]

    Bensaid D, Benkhettou N E, Kourdassi A 2011 J. Modern Phys. 2 642

    [13]

    Haislmaier R C, Podraza N J, Denev S, Melville A, Schlom D G, Gopalan V 2013 Appl. Phys. Lett. 103 031906

    [14]

    Milman V, Refson K, Clark S J, Pickard C J, Yates J R, Gao S P, Hasnip P J, Probert M I J, Perlov A, Segall M D 2010 J. Mol. Struct.: Theochem. 954 22

    [15]

    Yang C Y, Zhang R, Zhang L M, Ke X W 2012 Acta Phys. Sin. 61 077702 (in Chinese) [杨春燕, 张蓉, 张莉民, 可祥伟 2012 物理学报 61 077702]

    [16]

    Vanderbilt D 1990 Phys. Rev. B 41 7892

    [17]

    Luo Z F, Chen X Y, Lin S Y, Zhao Y J 2013 Acta Phys. Sin. 62 053102 (in Chinese) [骆最芬, 陈星源, 林诗源, 赵宇军 2013 物理学报 62 053102]

    [18]

    Zhang Z, Wu P, Chen L 2010 Appl. Phys. Lett. 96 232906

    [19]

    Wang L, Maxisch T, Ceder G 2006 Phys. Rev. B 73 195107

    [20]

    Monkhorst H J, Pack J D 1976 Phys. Rev. B 13 518

    [21]

    Zhao L K, Zhao E J, Wu Z J 2013 Acta Phys. Sin. 62 046201 (in Chinese) [赵立凯, 赵二俊, 武志坚 2013 物理学报 62 046201]

    [22]

    Lu C L, Zhang L, Zhang Y W, Liu S Y, Mei Y 2015 Chin. Phys. B 24 017501

  • [1]

    Yang X W, Yan Y P, Han L X, Zeng Y W 2011 Journal of Nanjing University of Technology (Natural Science Edition) 33 41 (in Chinese) [杨晓伟, 阎玉萍, 韩龙祥, 曾燕伟 2011 南京工业大学学报(自然科学版) 33 41]

    [2]

    Xu X H, Yao W F, Zhang Y, Zhou A Q, Hou Y, Wang M 2005 Acta Chim. Sin. 63 5 (in Chinese) [许效红, 姚伟峰, 张寅, 周爱秋, 侯云, 王民 2005 化学学报 63 5]

    [3]

    Wei W, Dai Y, Huang B B 2009 J. Phys. Chem. C 113 5658

    [4]

    Murugesan S K, Muhammad N H, Yanfa Y, Mowafak M J, Vaidyanathan S 2010 J. Phys. Chem. C 114 10598

    [5]

    Du X F, Chen I W 1998 J. Am. Ceram. Soc. 81 3253

    [6]

    Shoji K, Uehara Y, Sakata K 1996 Jpn. J. Appl. Phys. 35 5126

    [7]

    Takahashi M, Noguchi Y J, Miyayama M 2002 Jpn. J. Appl. Phys. 41 7053

    [8]

    Luo Z F, Chen X Y, Tang J J, Lin S Y, Fan M H, Zhao Y J 2013 J. Synth. Cryst. 42 2188 (in Chinese) [骆最芬, 陈星源, 汤家俊, 林诗源, 范梦慧, 赵宇军 2013 人工晶体学报 42 2188]

    [9]

    He C, Ma Z J, Sun B Z, Sa R J, Wu K C 2015 J. Alloys Compd. 623 393

    [10]

    Sharan A, An I, Chen C, Collins R W, Lettieri J, Jia Y F, Schlom D G, Gopalan V 2003 Appl. Phys. Lett. 83 5169

    [11]

    Li C L, Wang Z Q, Wang C Y 2011 Physica B 406 2028

    [12]

    Bensaid D, Benkhettou N E, Kourdassi A 2011 J. Modern Phys. 2 642

    [13]

    Haislmaier R C, Podraza N J, Denev S, Melville A, Schlom D G, Gopalan V 2013 Appl. Phys. Lett. 103 031906

    [14]

    Milman V, Refson K, Clark S J, Pickard C J, Yates J R, Gao S P, Hasnip P J, Probert M I J, Perlov A, Segall M D 2010 J. Mol. Struct.: Theochem. 954 22

    [15]

    Yang C Y, Zhang R, Zhang L M, Ke X W 2012 Acta Phys. Sin. 61 077702 (in Chinese) [杨春燕, 张蓉, 张莉民, 可祥伟 2012 物理学报 61 077702]

    [16]

    Vanderbilt D 1990 Phys. Rev. B 41 7892

    [17]

    Luo Z F, Chen X Y, Lin S Y, Zhao Y J 2013 Acta Phys. Sin. 62 053102 (in Chinese) [骆最芬, 陈星源, 林诗源, 赵宇军 2013 物理学报 62 053102]

    [18]

    Zhang Z, Wu P, Chen L 2010 Appl. Phys. Lett. 96 232906

    [19]

    Wang L, Maxisch T, Ceder G 2006 Phys. Rev. B 73 195107

    [20]

    Monkhorst H J, Pack J D 1976 Phys. Rev. B 13 518

    [21]

    Zhao L K, Zhao E J, Wu Z J 2013 Acta Phys. Sin. 62 046201 (in Chinese) [赵立凯, 赵二俊, 武志坚 2013 物理学报 62 046201]

    [22]

    Lu C L, Zhang L, Zhang Y W, Liu S Y, Mei Y 2015 Chin. Phys. B 24 017501

  • [1] 宋庆功, 刘立伟, 赵辉, 严慧羽, 杜全国. YFeO3的电子结构和光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2012, 61(10): 107102. doi: 10.7498/aps.61.107102
    [2] 杨春燕, 张蓉, 张利民, 可祥伟. 0.5NdAlO3-0.5CaTiO3电子结构及光学性质的第一性原理计算. 物理学报, 2012, 61(7): 077702. doi: 10.7498/aps.61.077702
    [3] 赵佰强, 张耘, 邱晓燕, 王学维. Cu,Fe掺杂LiNbO3晶体电子结构和光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2016, 65(1): 014212. doi: 10.7498/aps.65.014212
    [4] 崔冬萌, 谢泉, 陈茜, 赵凤娟, 李旭珍. Si基外延Ru2Si3电子结构及光学性质研究. 物理学报, 2010, 59(3): 2027-2032. doi: 10.7498/aps.59.2027
    [5] 程和平, 但加坤, 黄智蒙, 彭辉, 陈光华. 黑索金电子结构和光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2013, 62(16): 163102. doi: 10.7498/aps.62.163102
    [6] 段满益, 周海平, 沈益斌, 陈青云, 丁迎春, 祝文军, 徐 明. 过渡金属与氮共掺杂ZnO电子结构和光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2007, 56(9): 5359-5365. doi: 10.7498/aps.56.5359
    [7] 毕艳军, 郭志友, 孙慧卿, 林 竹, 董玉成. Co和Mn共掺杂ZnO电子结构和光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2008, 57(12): 7800-7805. doi: 10.7498/aps.57.7800
    [8] 程旭东, 吴海信, 唐小路, 王振友, 肖瑞春, 黄昌保, 倪友保. Na2Ge2Se5电子结构和光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2014, 63(18): 184208. doi: 10.7498/aps.63.184208
    [9] 谢知, 程文旦. TiO2纳米管电子结构和光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2014, 63(24): 243102. doi: 10.7498/aps.63.243102
    [10] 王寅, 冯庆, 王渭华, 岳远霞. 碳-锌共掺杂锐钛矿相TiO2 电子结构与光学性质的第一性原理研究 . 物理学报, 2012, 61(19): 193102. doi: 10.7498/aps.61.193102
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-01-16
  • 修回日期:  2015-03-14
  • 刊出日期:  2015-07-20

BiTiO3电子结构及光学性质的第一性原理研究

  • 1. 贵州民族大学理学院, 贵阳 550025;
  • 2. 华南理工大学物理系, 广州 510640;
  • 3. 贵州大学大数据与信息工程学院, 贵阳 550025
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11174082)和贵州省科学技术基金(批准号: 黔科合J字LKM[2 013]15号)资助的课题.

摘要: 采用基于第一性原理的赝势平面波方法, 对BiTiO3的多种结构进行了计算. 计算结果表明, C1C1结构最为稳定, 对应晶格参数为a=b=5.606 Å, c=9.954 Å; α=β=105.1°, γ=61.2°. 进一步对C1C1结构的BiTiO3的能带结构、电子性质和光学性质进行了研究, 发现BiTiO3是间接带隙半导体, 其费米面附近的能带主要由Ti-3d和O-2p层的电子态构成. 通过介电函数、复折射率和反射率等的研究, 发现BiTiO3的光学性质为近各向同性.

English Abstract

参考文献 (22)

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