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Cu,Fe掺杂LiNbO3晶体电子结构和光学性质的第一性原理研究

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

赵佰强, 张耘, 邱晓燕, 王学维
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  • 利用基于密度泛函理论的第一性原理对Cu, Fe单掺及共掺LiNbO3晶体的电子结构和光学性质进行了计算. 结果显示: Cu, Fe单掺杂LiNbO3晶体禁带内均产生了杂质能级, 主要由Cu 3d, Fe 3d轨道及O 2p轨道贡献; 共掺LiNbO3晶体禁带内出现了双能级结构, 深能级由Cu 3d和O 2p轨道贡献, 浅能级由Fe 3d和O 2p轨道贡献. Cu, Fe单掺和共掺LiNbO3晶体带隙依次缩小, 在可见光区的光吸收明显增强. 共掺LiNbO3在445和630 nm左右分别表现出一个宽吸收峰, 比单掺LiNbO3晶体表现出更好的光吸收性质. 研究表明, Fe占Nb位比Fe占Li位的双掺样品在双光存储应用中更有优势; 同时, 浓度比[Fe2+]/[Fe3+]值的适当降低有助于这种优势的形成.
      通信作者: 张耘, yzhang@swu.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11274257)资助的课题.
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    Ren L Y, Liu L R, Liu D A, Zhou C H, Li G G 2003 Opt. Mater. 23 261

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出版历程
  • 收稿日期:  2015-07-22
  • 修回日期:  2015-09-07
  • 刊出日期:  2016-01-05

Cu,Fe掺杂LiNbO3晶体电子结构和光学性质的第一性原理研究

  • 1. 西南大学物理科学与技术学院, 重庆 400715
  • 通信作者: 张耘, yzhang@swu.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11274257)资助的课题.

摘要: 利用基于密度泛函理论的第一性原理对Cu, Fe单掺及共掺LiNbO3晶体的电子结构和光学性质进行了计算. 结果显示: Cu, Fe单掺杂LiNbO3晶体禁带内均产生了杂质能级, 主要由Cu 3d, Fe 3d轨道及O 2p轨道贡献; 共掺LiNbO3晶体禁带内出现了双能级结构, 深能级由Cu 3d和O 2p轨道贡献, 浅能级由Fe 3d和O 2p轨道贡献. Cu, Fe单掺和共掺LiNbO3晶体带隙依次缩小, 在可见光区的光吸收明显增强. 共掺LiNbO3在445和630 nm左右分别表现出一个宽吸收峰, 比单掺LiNbO3晶体表现出更好的光吸收性质. 研究表明, Fe占Nb位比Fe占Li位的双掺样品在双光存储应用中更有优势; 同时, 浓度比[Fe2+]/[Fe3+]值的适当降低有助于这种优势的形成.

English Abstract

参考文献 (32)

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