Ba0.5Sr0.5Ti子结构和光学性质的第一性原理研究_孔祥兰.pdfVIP

第 58 卷 第 6 期 2009 年 6 月 物 　理 　学 　报 Vol . 58 ,No . 6 ,June ,2009 ( ) 10003290200958 06 412804 ACTA PHYSICA SINICA 2009 Chin . Phys. Soc . Ba05 Sr05 TiO3 电子结构 和光学性质的第一性原理研究 孔祥兰1) 　侯芹英2) 　苏希玉1) 　齐延华1) 　支晓芬1) 1) ( 曲阜师范大学物理工程学院 , 曲阜 　273165) 2) ( 曲阜师范大学图书馆 , 曲阜 　273165) (2008 年 8 月 22 日收到 ;2008 年 11 月 29 日收到修改稿) 　　利用第一性原理研究了Ba05 Sr05 TiO3 的能带结构和光学性质. 结果表明 ,导带和价带都来源于钛原子 3d 轨道 和氧原子 2p 轨道的杂化. 导带主要 由钛原子 的 3d 轨道贡献 , 价带主要 由氧原子 的 2p 轨道贡献. 吸收系数为 105 cm - 1 量级 ,且吸收主要集中在低能区. 折射率为 n (0) = 21 ,结果与实验符合. 关键词 : 第一性原理 , 能带结构 , 光学性质 PACC : 7115A , 7865M 1 引 言 2 计算方法和模型 ( 随着科学技术的发展 ,各种新型功能材料在电 　　我 们 的计 算 基 于 密 度 泛 函 理 论 density ) ( 子技术 、激光技术和信息技术等领域得到了广泛应 functional theory , DFT 的广义梯度近似 generalized 用 ,铁电晶体光学器件因其特殊重要性而成为热门 gradient approximation , GGA) 修正方法[ 12 ] , 利用 了美 研究领域. 20 世纪 90 年代人们就研究了铁 电体 国Accelrys 公司Material Studios 41 软件中的量子力 BaTiO3 和 SrTiO3 形成的固溶体[ 1 —4 ] ,其性能优于单 学模块 Castep 程序包. 在计算中 ,不考虑 自旋影响; ( ) 一铁电材料. 固溶体 Ba05 Sr05 TiO3 集 BaTiO3 的高介 采用超软赝势 ultrasoft p seudopotential , USP 来近似 描述价电子与离子实之间的相互作用 ;平面波截断 电常数和 SrTiO 的结构稳定性于一身 ,具有高介电 3 能 Ecut 取为 340 eV ;布里渊区 K 点选择为