B位取代钙钛矿BMT高折射率薄膜制备与光学性能研究

发布时间：2021-11-02 05:36

　　随着现代科学技术尤其是激光技术、光通信技术的发展,普通的光学薄膜折射率低、范围调控困难,难以满足微存储器、微驱动器、微传感器等实际应用,因此制备具有高折射率且折射率范围可灵活调控的光学薄膜,成为薄膜产业发展的主导方向之一。复合型钙钛矿Ba(Mg_1/3Ta_2/3)O₃（简称BMT）凭借其可见光范围内的高折射率、低吸收系数以及优秀的高频介电性能一直是光电领域研究的热点,并且通过B位阳离子取代能够改变晶体结构,可以调控其光学和电学性能。本文选择钙钛矿BMT为研究对象,制备了钙钛矿BMT陶瓷和B位阳离子Ti⁴⁺、Zr⁴⁺取代的钙钛矿BMT陶瓷以及相对应的光学薄膜,探究B位阳离子取代对钙钛矿BMT光学性能特别是折射率的影响,对推进钙钛矿BMT系列晶体在光学领域的发展具重要意义。本文首先构建了BMT与Nb⁵⁺离子取代的BMT(Ba(Mg_1/3Nb_2/3)O₃简称BMN)的晶胞结构,然后对其结构进行优化计... 

【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

BMT和BMN晶体结构a)BMT，b)BMN

a) BMT b) BMN图 2-1 BMT 和 BMN 晶体结构 a) BMT，b) BMNFig.2-1 The Crystal structure of BMT and BMN, a) BMT, b) BMN但实际计算结合了计算机能力以及考虑将键长和键角的影响减小，我图 2-2 所示的 2*2*2 的超胞结构进行优化，并在此基础上进行相关的计算图中我们将 BMN 中 Nb 与 O 所构成的 BO6显示出。体块的计算s2，2p4)、Ta(4f14，5d3，6s2)、Nb(4d4，5s1)、Mg(3s2)和 Ba(6s2)作为价态电优化过程的其他设置条件为：最大平面波截止能为 380eV，结构优化敛自洽精度为 5×10-6eV/atom，单原子受力收敛至 0.01eV/ ，最大应力.02GPa，原子最大位移为 5×10-4eV/ ，自洽场收敛精度为 5×10-7eV/里渊空间中 k 点选取为 5×5×4，k 点空间间隔小于 0.04/ ，计算结果面波截止能量收敛的测试。

12c) BMN(LDA) d) BMN(GGA)图 2-3 BMT 和 BMN 的能带结构 a) BMT(LDA)，b) BMT(GGA)， c) BMN(LDAd) BMN(GGA)Fig. 2-3 The band structure of BMT and BMN, a) BMT(LDA), b) BMT(GGA),c) BMN(LDA), d) BMN(GGA)从图中可以看出 Ba (Mg1/3Ta2/3) O3和 Ba(Mg1/3Nb2/3) O3的价带与导带围分别为-5~0eV 和 1~10eV；可知 Ba (Mg1/3Ta2/3) O3和 Ba(Mg1/3Nb2/3) O3均宽的禁带宽度，表 2-2 给出了不同近似模式下计算所得的禁带宽度以及实数。


本文编号：3471441