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Y掺杂SrTiO3晶体材料的电子结构计算
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O513[理学—低温物理;理学—物理] TQ174.758[化学工程—陶瓷工业;化学工程—硅酸盐工业]
  • 作者机构:[1]北京化工大学理学院,北京100029
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:10547103,20236010)和化工资源有效利用国家重点实验室基金资助的课题.
中文摘要:

采用基于第一性原理的密度泛函理论平面波超软赝势法,研究了Y掺杂SrTiO3体系的空间结构和电子结构性质,得到了优化后体系的结构参数,掺杂形成能,能带结构和电子态密度.对比掺杂浓度为0.125,0.25,0.33时,Sr1-xYxTiO3和SrTi1-xYxO3的掺杂形成能,发现Y替代Sr能形成更稳定的结构.对Sr1-xYxTiO3(x=0,0.125,0.25,0.33)的结构进行了优化,结果表明Y替代Sr后,随着掺杂浓度增大,体系的晶格常数逐渐减小,稳定性逐渐增强.对不同掺杂浓度的Sr1-xYxTiO3能带结构的计算结果表明:纯净的SrTiO3是绝缘体,价带顶在R点,导带底在Γ点,费米能级处于价带顶;掺杂Y后,费米能级进入到导带底中,体系呈金属性;掺杂浓度越大,费米能级进入导带的位置越深,禁带宽度也近似变宽.

英文摘要:

The geometrical and electronic structures,and also the dopant formation energies,lattice constants,band structure and density of states (DOS) of Sr 1-x YxTiO3 with x=0.0,0.125,0.25 and 0.33 are calculated from the first principles of plane wave ultra-soft pseudo-potential method based on density functional theory. The results of dopant formation energy show that Y preferentially enters the Sr site in SrTiO3. Electronic structure results show that pure SrTiO3 is an insulator and the Fermi energy is at the top of valence band. When doped with Y,the Fermi energy of the system goes into the conduction band and the system undergoes an insulator-to-metal transition. Due to the appearance of the carrier impurity from Y doping,there is a significant distortion near the bottommost conduction bands.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876