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

doi:10.7498/aps.64.147102

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.

关键词:

Abstract

BiTiO3 of C1 C1 structure is found to be the most stable phase according to our first-principles calculations for nine possible structures, with corresponding optimized crystal parameters of a=b=5.606 Å, c=9.954 Å; α=β=105.1°, γ=61.2°. Subsequently, we have investigated the electronic and optical properties of BiTiO3 in C1C1 structure. It is found that BiTiO3 is a semiconductor with an indirect band gap with its energy band near Fermi level being dominated by O-2p and Ti-3d levels. Additionally, the dielectric function, refractive index, and reflectivity of BiTiO3 are also calculated, and it is shown that the optical properties of BiTiO3 are nearly isotropic.

Keywords:

作者及机构信息

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.

Authors and contacts

1.
Guizhou Minzu University, Polytechnic College, Guiyang 550025, China;

2.
Department of Physics, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China;

3.
Guizhou University, College of Big Data and Information Engineering, Guiyang 550025, China

Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 11174082), and the Science Technology Foundation of Guizhou, China (Grant No. LKM[2013]15).

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