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本研究基于密度泛函理论的第一性原理超软赝势平面方法计算了LiNbO3和LiTaO3的晶格参数、电子结构和弹性常数, 并利用Christoffel方程研究了二者平面声波特征。结果表明: 两者的理论计算晶格参数和弹性常数与实验值接近, 禁带宽度分别为3.78和3.98 eV, 导带底和价带顶主要由O-2p和Nb-4d(Ta-5d)态电子贡献。化学键理论揭示Li和Nb(Ta)与O原子之间有两种成键类型。 电荷布局分析结果显示有两种相应的重叠布居数, Nb(Ta)-O键呈现强共价键作用, 并且Nb-O(Ta-O)键长小于Li-O键长。LiNbO3和LiTaO3晶体平面声波有两支横波和一支纵波, 纵波速度大于横波速度, 在xy平面呈现六重对称性, 在xz和yz平面各向异性程度强于xy平面, 沿[001]、晶向上两支横波振动速度相等。最后利用模守恒赝势(Norm-conserving)计算了介电常数和静态折射率, 计算表明LiNbO3晶体的折射性能和非寻常光(e光)离散程度均强于LiTaO3晶体。 相似文献
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基于密度泛函第一性原理平面波赝势方法对Lu_2O_3六方、单斜和立方3种结构进行计算。结合能结果表明C型Ia3立方结构最稳定。立方Lu_2O_3的力学、热力学、电子结构以及光学性质计算揭示:Lu_2O_3有良好的韧性和弹性各向异性特征;热力学稳定性较好;Lu_2O_3为直接带隙,位于导带底的电子有效质量小,非局域程度高;价带顶到导带底跃迁主要源于Lu 4f和O 2p电子。Lu原子5d轨道和O原子2p轨道的强烈杂化形成Lu–O共价键;Lu_2O_3最大光反射率为0.36,在3~10 eV能量范围内其光吸收能力较强,近红外线和可见光范围内有优异透光性能,是良好光绝缘性材料。 相似文献
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