位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
Cu,Fe掺杂LiNbO_3晶体电子结构和光学性质的第一性原理研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O561.2[理学—原子与分子物理;理学—物理]
  • 作者机构:西南大学物理科学与技术学院,重庆400715
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:11274257)资助的课题.
中文摘要:

利用基于密度泛函理论的第一性原理对Cu,Fe单掺及共掺LiNbO_3晶体的电子结构和光学性质进行了计算.结果显示:Cu,Fe单掺杂LiNbO_3晶体禁带内均产生了杂质能级,主要由Cu3d,Fe3d轨道及O 2p轨道贡献;共掺LiNbO_3晶体禁带内出现了双能级结构,深能级由Cu3d和O2p轨道贡献,浅能级由Fe3d和O2p轨道贡献.Cu,Fe单掺和共掺LiNbO_3晶体带隙依次缩小,在可见光区的光吸收明显增强.共掺LiNbO_3在445和630nm左右分别表现出一个宽吸收峰,比单掺LiNbO_3晶体表现出更好的光吸收性质.研究表明,Fe占Nb位比Fe占Li位的双掺样品在双光存储应用中更有优势;同时,浓度比[Fe2+]/[Fe3+]值的适当降低有助于这种优势的形成.

英文摘要:

The binding energies,electronic structures and optical properties of LiNbO_3 and Cu/Fe doped LiNbO_3 crystals are investigated by first principles based on the density functional theory in this paper.The supersell structures of crystals are established each with 60 atoms,including five models:pure LiNbO_3,LN1(Cu~(2+) occupy Li+ site),LN2(Fe~(3+) occupy Li~+ site),LN3(Cu~(2+) occupy Li~+site and Fe~(3+) occupy Li~+ site) and LN4(Cu~(2+) occupy Li~+ site and Fe~(3+)occupy Nb~(5+) site).The optimized results show that the total energies of all models can achieve certain stable values,which means that the models accord with the actual crystal structures.The impurity energy levels of Cu and Fe doped LiNbO_3 crystals appear within the band gaps,which are contributed by Cu 3d orbital,Fe 3d orbital and O 2p orbital;in co-doped LiNbO_3,Cu offers deep energy level and Fe offers shallow energy level within the band gaps.There are two wide absorption peaks appearing respectively at 445 nm and 630 nm in co-doped LiNbO_3 crystal,which correspond to the electron transitions from E_g orbital of Cu to Nb 4d orbital and T_(2g) orbital of Fe to Nb 4d orbital respectively;the absorption edge of Cu,Fe mono and co-doped LiNbO_3 crystals are red-shift successively,which coincides with the variation of band gape.The light absorption intensity of co-doped LiNbO_3 crystal is stronger than that of mono-doped LiNbO_3 crystal.The co-doped sample light absorption property is related to Fe site occupation.In this paper,it is suggested that the co-doped sample with Fe at Nb site is more competitive than that with Fe at Li site in optical volume holographic storage applications,and that reducing properly[Fe~(2+)]/[Fe~(3+)]value may be conducible to the formation of this advantage.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
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