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超晶格压电行为与内部正离子之间的内在联系尚缺乏相关的研究.本文基于密度泛函理论的第一性原理方法，研究了三种无铅四方相钙钛矿铁电超晶格（BaTiO3/SrTiO3，KNbO3/KTaO3和BaTiO3/KNbO3）中A，B位正离子对整体的极化和压电贡献.通过计算超晶格不同轴向应变条件下原子结构和Born有效电荷，获得了超晶格和各个正离子的极化值和压电系数.结果表明，在轴向压缩应变条件下（-0.150），无铅超晶格中的正离子位移D（A）和D（B）受到抑制，在拉应变时位移才显著增大，因此极化和压电行为不明显.在轴向拉伸应变作用下（00.15），无铅超晶格中各原子的极化贡献显著增大，特别是B位原子Ti，Nb和Ta的极化贡献使得总的极化强度也显著提高，并当拉应变达到一定值，超晶格才会出现明显的压电行为.无铅超晶格的极化和压电行为主要由B位正离子贡献.
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关键词:
- 无铅钙钛矿铁电超晶格 /
- 极化 /
- 压电系数 /
- 第一性原理计算
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