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铁电晶体Ba1-xCaxTiO3的能带、态密度和光学性质理论研究
文献摘要：
铁电晶体BaTiO3已经被广泛应用于介电和压电元件领域中,但BaTiO3存在多个相变温度,尤其是发生在室温附近的相变,会严重损害晶体质量.为了对BaTiO3的性能进行改良,考虑对BaTiO3晶体进行掺杂.基于第一性原理,计算了不同Ca含量掺杂BaTiO3的电子结构和光学性质,即Ba1-x CaxTiO3(x=0,0.125,0.25,0.5).通过研究发现,在电子结构方面,BaTiO3是直接带隙半导体,其禁带宽度为1.74 eV,掺杂Ca导致BaTiO3带隙增加.BaTiO3掺杂Ca后的态密度比未掺杂的BaTiO3大,但随着掺杂含量的增加,态密度不断减小.在光学性质方面,BaTiO3掺杂Ca后,导致介电峰发生明显偏移.BaTiO3掺杂Ca后,其静态介电常数变小.不同Ca含量掺杂BaTiO3后对不同波长的光吸收有所不同,当Ca含量为0.125时,对光的吸收能力下降程度较大.本文对Ba1-xCaxTiO3(x=0,0.125,0.25,0.5)的研究结果表明其在光电领域具有广泛的应用前景,同时对该系列晶体的生长及性能研究提供一定的理论基础.
文献关键词：
BaTiO3;掺杂;Ba1-xCaxTiO3;电子结构;光学性质
中图分类号：
作者姓名：
季彬;赫崇君;李自强;邓晨光;李千
作者机构：
南京航空航天大学 航天学院,工业和信息化部重点实验室,空间光电探测与感知实验室,南京 211106;江苏省埃迪机电设备实业有限责任公司,南京 211101;清华大学 新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室,北京 100084
文献出处：
引用格式：
[1]季彬;赫崇君;李自强;邓晨光;李千-.铁电晶体Ba1-xCaxTiO3的能带、态密度和光学性质理论研究)[J].功能材料,2022(12):12021-12027
A类：
xCaxTiO3,CaxTiO3
B类：
铁电晶体,Ba1,态密度,BaTiO3,压电元件,相变温度,晶体质量,第一性原理,电子结构和光学性质,带隙,禁带宽度,eV,密度比,介电常数,光吸收,收有,吸收能力
AB值：
0.185998
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