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第一性原理研究空位点缺陷对高压下LiF的电子结构和光学性质的影响

何旭 何林 唐明杰 徐明

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第一性原理研究空位点缺陷对高压下LiF的电子结构和光学性质的影响

何旭, 何林, 唐明杰, 徐明

Effects of the vacancy point-defect on electronic structure and optical properties of LiF under high pressure: A first principles investigation

He Xu, He Lin, Tang Ming-Jie, Xu Ming
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  • 基于密度泛函理论框架下的平面波超软赝势方法,分别计算了102GPa压力下LiF理想晶体、含Li-1空位和F+1空位点缺陷晶体时的电子结构和光学性质.结果表明: 空位点缺陷的存在使得LiF能隙中出现了缺陷态;在可见光范围内,空位点缺陷的存在不会影响LiF的高压光吸收性(吸收系数仍为零); 在紫外光波段,Li-1空位存在时在约99—114 nm波段内出现了弱的吸收, F+1空位存在时在约99—262 nm波段内出现了明显的吸收; Li-1,F+1两种空位分别存在时对LiF的反射谱和能量损失谱产生的影响都集中在紫外光区,与对光吸收产生的影响相似.
    By using the ultra-soft pseudo-potential approach of the plane wave based on the density-functional theory, the electronic structures and optical properties of LiF with Li-1 and F+1 vacancies are calculated. The results indicate that: (1) the presence of the vacancy causes defective states within the band gap of LiF; (2) the optical absorption of LiF in the visible-light region is not influenced by the vacancy point-defect (absorption coefficients are still zero); (3) in the ultra-violet region, the weak absorption induced by the Li-1 vacancy, appears within ~99—114nm, and the relatively strong absorption induced by the F+1 vacancy exists in the range of 99—262nm; (4) effects of the Li-1 and F+1 vacancy on reflectivity and loss-function show mainly in the ultra-violet region, which is similar to those of optical absorption.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 10299040)和四川师范大学科技基金资助的课题.
    [1]

    Li J, Zhou X M, Li J B 2008 Rev. Sci. Instrum. 79 123107

    [2]

    Zhou X M, Wang X S, Li S N, Li J, Li J B, Jing F Q 2007 Acta Phys. Sin. 56 4965 (in Chinese)[周显明、 汪小松、 李赛男、 李 俊、 李加波、 经福谦 2007 物理学报 56 4965]

    [3]

    Wise J L, Chhabildas L C 1986 Shock Compression of Condensed Matter (New York: Elsevier Science Pubilshers) p441

    [4]

    Hicks D G, Celliers P M, Collins G W, Eggert J H, Noon S J 2003 Phys. Rev. Lett. 91 0355021

    [5]

    Beobler R, Ross M, Boereker D B 1997 Phys. Rev. Lett. 78 4589

    [6]

    Tan H, Ahren T J 1990 High Press. Res. 2 159

    [7]

    Bess J D, Ahrens T J, Abolson J R, Tan H 1990 J. Geophys. Res. 95 21767

    [8]

    Hereil P L, Mabire C 2002 Shock Compression of Condensed Matter (New York: Elsevier Science Pubilslhers) p1235

    [9]

    Urtiew P A 1974 J. Appl. Phys. 45 3490

    [10]

    He L, Tang M J, Fang Y, Jing F Q 2008 Europhys. Lett. 83 39001

    [11]

    Meyers M A 1994 Dynamic Behavior of Materials (New York: Wiley) pp413—420

    [12]

    Shi H F, Dai X F, Ji G F, Liu H, Gong Z Z, Guo Y X 2006 J. Atom. Mol. Phys. 23 262 (in Chinese)[史海峰、 代雪峰、 姬广富、 刘 红、 龚自正、 郭永新 2006 原子与分子物理学报 23 262]

    [13]

    Li H M, Wu X, Li J, Chen D L, Chu W S, Wu Z Y 2007 Acta Phys. Sin. 56 7201 (in Chinese) [李海铭、 巫 翔、 李 炯、 陈栋梁、 储旺盛、 吴自玉 2007 物理学报 56 7201]

    [14]

    Segall M D, Lindan P L D, Probert M J, Pickard C J, Hasnip P J, Clark S J, Payne M C 2002 Phys. Condens. Matter 14 2717

    [15]

    Payne M C, Teter M P, Allan D C, Arias T A, Joannopoulos J D 1992 Rev. Mod. Phys. 64 1045

    [16]

    Perdew J P, Zunger A 1981 Phys. Rev. B 23 5048

    [17]

    Kohn W, Sham L 1965 Phys. Rev. A 140 1133

    [18]

    Fischer T H, Almlof J 1992 Phys. Chem. 96 9768

    [19]

    Piacentini M 1975 Solid State Commun. 17 697

    [20]

    Holm B, Ahuja R, Yourdshahyan Y, Johansson B 1999 Phys. Rev. B 59 12777

    [21]

    Wu J, Walukiewicz W, Shan W, Yu K M, Ager J A III, Li Sx, Haller E E, Lu H, Schaff W J 2003 J. Appl. Phys. 94 4457

  • [1]

    Li J, Zhou X M, Li J B 2008 Rev. Sci. Instrum. 79 123107

    [2]

    Zhou X M, Wang X S, Li S N, Li J, Li J B, Jing F Q 2007 Acta Phys. Sin. 56 4965 (in Chinese)[周显明、 汪小松、 李赛男、 李 俊、 李加波、 经福谦 2007 物理学报 56 4965]

    [3]

    Wise J L, Chhabildas L C 1986 Shock Compression of Condensed Matter (New York: Elsevier Science Pubilshers) p441

    [4]

    Hicks D G, Celliers P M, Collins G W, Eggert J H, Noon S J 2003 Phys. Rev. Lett. 91 0355021

    [5]

    Beobler R, Ross M, Boereker D B 1997 Phys. Rev. Lett. 78 4589

    [6]

    Tan H, Ahren T J 1990 High Press. Res. 2 159

    [7]

    Bess J D, Ahrens T J, Abolson J R, Tan H 1990 J. Geophys. Res. 95 21767

    [8]

    Hereil P L, Mabire C 2002 Shock Compression of Condensed Matter (New York: Elsevier Science Pubilslhers) p1235

    [9]

    Urtiew P A 1974 J. Appl. Phys. 45 3490

    [10]

    He L, Tang M J, Fang Y, Jing F Q 2008 Europhys. Lett. 83 39001

    [11]

    Meyers M A 1994 Dynamic Behavior of Materials (New York: Wiley) pp413—420

    [12]

    Shi H F, Dai X F, Ji G F, Liu H, Gong Z Z, Guo Y X 2006 J. Atom. Mol. Phys. 23 262 (in Chinese)[史海峰、 代雪峰、 姬广富、 刘 红、 龚自正、 郭永新 2006 原子与分子物理学报 23 262]

    [13]

    Li H M, Wu X, Li J, Chen D L, Chu W S, Wu Z Y 2007 Acta Phys. Sin. 56 7201 (in Chinese) [李海铭、 巫 翔、 李 炯、 陈栋梁、 储旺盛、 吴自玉 2007 物理学报 56 7201]

    [14]

    Segall M D, Lindan P L D, Probert M J, Pickard C J, Hasnip P J, Clark S J, Payne M C 2002 Phys. Condens. Matter 14 2717

    [15]

    Payne M C, Teter M P, Allan D C, Arias T A, Joannopoulos J D 1992 Rev. Mod. Phys. 64 1045

    [16]

    Perdew J P, Zunger A 1981 Phys. Rev. B 23 5048

    [17]

    Kohn W, Sham L 1965 Phys. Rev. A 140 1133

    [18]

    Fischer T H, Almlof J 1992 Phys. Chem. 96 9768

    [19]

    Piacentini M 1975 Solid State Commun. 17 697

    [20]

    Holm B, Ahuja R, Yourdshahyan Y, Johansson B 1999 Phys. Rev. B 59 12777

    [21]

    Wu J, Walukiewicz W, Shan W, Yu K M, Ager J A III, Li Sx, Haller E E, Lu H, Schaff W J 2003 J. Appl. Phys. 94 4457

  • [1] 闫丽彬, 白雨蓉, 李培, 柳文波, 何欢, 贺朝会, 赵小红. InP中点缺陷迁移机制的第一性原理计算. 物理学报, 2024, 73(18): 183101. doi: 10.7498/aps.73.20240754
    [2] 李发云, 杨志雄, 程雪, 甄丽营, 欧阳方平. 单层缺陷碲烯电子结构与光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2021, 70(16): 166301. doi: 10.7498/aps.70.20210271
    [3] 张梅玲, 陈玉红, 张材荣, 李公平. 内在缺陷与Cu掺杂共存对ZnO电磁光学性质影响的第一性原理研究. 物理学报, 2019, 68(8): 087101. doi: 10.7498/aps.68.20182238
    [4] 刘汝霖, 方粮, 郝跃, 池雅庆. 金红石TiO2中本征缺陷扩散性质的第一性原理计算. 物理学报, 2018, 67(17): 176101. doi: 10.7498/aps.67.20180818
    [5] 高云亮, 朱芫江, 李进平. Al辐照损伤初期的第一性原理研究. 物理学报, 2017, 66(5): 057104. doi: 10.7498/aps.66.057104
    [6] 林俏露, 李公平, 许楠楠, 刘欢, 王苍龙. 金红石TiO2本征缺陷磁性的第一性原理计算. 物理学报, 2017, 66(3): 037101. doi: 10.7498/aps.66.037101
    [7] 侯清玉, 李勇, 赵春旺. Al掺杂和空位对ZnO磁性影响的第一性原理研究. 物理学报, 2017, 66(6): 067202. doi: 10.7498/aps.66.067202
    [8] 张志宇, 赵阳, 薛全喜, 王峰, 杨家敏. 激光驱动准等熵压缩透明窗口LiF的透明性. 物理学报, 2015, 64(20): 205202. doi: 10.7498/aps.64.205202
    [9] 代广珍, 代月花, 徐太龙, 汪家余, 赵远洋, 陈军宁, 刘琦. HfO2中影响电荷俘获型存储器的氧空位特性第一性原理研究. 物理学报, 2014, 63(12): 123101. doi: 10.7498/aps.63.123101
    [10] 令狐佳珺, 梁工英. In掺杂ZnTe发光性能的第一性原理计算. 物理学报, 2013, 62(10): 103102. doi: 10.7498/aps.62.103102
    [11] 侯清玉, 乌云格日乐, 赵春旺. 高氧空位浓度对金红石TiO2导电性能影响的第一性原理研究. 物理学报, 2013, 62(16): 167201. doi: 10.7498/aps.62.167201
    [12] 李宇波, 王骁, 戴庭舸, 袁广中, 杨杭生. 第一性原理计算研究立方氮化硼空位的电学和光学特性. 物理学报, 2013, 62(7): 074201. doi: 10.7498/aps.62.074201
    [13] 李雪梅, 俞宇颖, 张林, 李英华, 叶素华, 翁继东. 100 LiF的低压冲击响应和1550 nm波长下的窗口速度修正. 物理学报, 2012, 61(15): 156202. doi: 10.7498/aps.61.156202
    [14] 刘柏年, 马颖, 周益春. 四方相BaTiO3缺陷性质的第一性原理计算. 物理学报, 2010, 59(5): 3377-3383. doi: 10.7498/aps.59.3377
    [15] 王超营, 王振清, 孟庆元. 空位的第一性原理及经验势函数的对比研究. 物理学报, 2010, 59(5): 3370-3376. doi: 10.7498/aps.59.3370
    [16] 朱建新, 李永华, 孟繁玲, 刘常升, 郑伟涛, 王煜明. NiTi合金的第一性原理研究. 物理学报, 2008, 57(11): 7204-7209. doi: 10.7498/aps.57.7204
    [17] 侯清玉, 张 跃, 张 涛. 高氧空位浓度对锐钛矿TiO2莫特相变和光谱红移及电子寿命影响的第一性原理研究. 物理学报, 2008, 57(3): 1862-1866. doi: 10.7498/aps.57.1862
    [18] 侯清玉, 张 跃, 张 涛. 高氧空位简并锐钛矿TiO2半导体电子寿命的第一性原理研究. 物理学报, 2008, 57(5): 3155-3159. doi: 10.7498/aps.57.3155
    [19] 李海铭, 巫 翔, 李 炯, 陈栋梁, 储旺盛, 吴自玉. 高压下LiF和NaF的结构稳定性及其电子和光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2007, 56(12): 7201-7206. doi: 10.7498/aps.56.7201
    [20] 周显明, 汪小松, 李赛男, 李 俊, 李加波, 经福谦. 强冲击压缩下LiF,Al2O3和LiTaO3单晶的透光性. 物理学报, 2007, 56(8): 4965-4970. doi: 10.7498/aps.56.4965
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-03-10
  • 修回日期:  2010-06-10
  • 刊出日期:  2011-01-05

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