Lu2SiO5晶体电子结构的模拟研究

基于密度泛函理论,GGA-PBE交换相关势研究了含氧空位和氧填隙的Lu2SiO5(LSO)晶体的电子结构。详细讨论电子态密度,分析了含氧空位的LGO晶体的电子态密度,结果显示,在禁带中出现了一个新的态密度分布,VO5能产生一个吸收带,该吸收带位于400~500nm之间。     

钼酸镉晶体电子结构和光学性质的第一性原理研究

本文利用了基于密度泛函理论的第一性原理和平面波赝势方法计算了CdMoO4晶体的电子结构和光学性质.分别采用了广义梯度近似(GGA)和局域密度近似(LDA)对晶胞参数进行优化,得到了最稳定状态下的晶胞参数.在优化结构的基础上得到了两种近似下的能带结构,电子态密度和介电函数.能带结构表明CdMoO4的价带顶和导带底均在Γ点,直接带隙分别为2.342 eV (GGA),2.241 eV (LDA).电子态密度计算结果说明Mo4d和O2p轨道之间强烈杂化形成Mo-O共价键,且其键性强于Cd-O键.计算得到的介电函数实部与虚部和Abraham等用WIEN97软件计算的结果吻合得较好.     

含铅氧空位对的PbWO4晶体光学性质及其偏振特性的模拟计算

利用完全势缀加平面波局域密度泛函近似,按照能量最低原理采用共轭梯度方法,对含铅氧空位对的PbWO4晶体进行结构优化处理。在此基础上,计算了含铅氧空位对的PbWO4晶体的电子结构、复数折射率、介电函数及吸收光谱的偏振特性,并与完整的PbWO4晶体进行了比较。结果表明PWO晶体中铅氧空位对的存在不会引起在可见和近紫外区域的吸收。     

ZrO_2晶体本征点缺陷形成能的第一性原理计算及热动力学性质

结合第一性原理和热动力学方法模拟计算得到不同温度和氧分压条件下ZrO2晶体本征点缺陷的形成能,讨论了各种点缺陷的形成能随Fermi能级变化的规律。在常温低氧分压条件下,随着Fermi能级从0变化到5.40eV,最稳定的点缺陷依次出现的顺序为V..O3、O×i和V'Zr,在Fermi能级接近价带顶区域的主要缺陷类型是VO和Oi。在其它温度和氧分压条件下,点缺陷的的类型也作了详细讨论。在此基础上,计算分析得到该晶体中最稳定点缺陷类型在环境温度、氧分压和Fermi能级三维空间的分布,为分析该晶体在不同条件下可能出现的点缺陷类型提供清晰的图像及调控晶体点缺陷的形成提供参考。     

第一原理研究LuPO4中氧空位的性质

磷酸结构的晶体在掺杂二价阳离子后容易形成产生焦磷酸结构(P₂O₇) ^4-, 这种含有焦磷酸结构的氧化物材料十分适合做质子导体、燃料电池、气体传感器以及陶瓷膜等。本文利用第一性原理研究了LuPO₄晶体中氧空位的结构性质, 结果显示当氧空位带二价正电时, 会引发氧空位周围原子奇特的畸变, 形成焦磷酸结构。为了解释这种结构畸变的机理, 本文利用过渡态搜索计算了结构变化过程中势能面的变化情况, 正一价氧空位形成焦磷酸 结构需要越过2.4 eV的势垒, 而正二价氧空位形成焦磷酸结构则不需要越过任何势垒, 因此很容易形成焦磷酸 结构。最后给出氧空位不同带电态的晶格结构、电子态密度以及电荷密度分布等基本物理性质, 氧空位处于正二价态结构下, 氧空位附近的P原子与O原子成键, 又由于O原子有较强的电负性, P的s轨道电子向O的p轨道转 移。P的s、p轨道在禁带中出现了与总态密度对应的缺陷能级, 结果表明带正二价氧空位的晶体性质发生了明显变化。     

钼酸铅晶体势参数的拟合及本征缺陷的模拟计算

在已有PbWO4晶体势参数的基础上，根据势参数的可转移性，用GULP软件拟合出PbMoO4（PMO）晶体的势参数．利用这些参数计算了PMO的晶格生成能、本征缺陷生成能和缺陷簇的结合能．计算结果表明，Vo^2＋-VPb^2-空位对和F心是PMO晶体中的本征缺陷，并以[Vo^2＋-VPb^2-]空位对和[Vo^2＋ ＋2e]的形式实现电荷补偿．