第一性原理下铜锰共掺铌酸锂晶体的电子结构和吸收光谱
本文选题:电子结构 + 吸收光谱 ; 参考:《光子学报》2017年08期
【摘要】:采用基于密度泛函理论的第一性原理研究了Cu、Mn单掺及共掺LiNbO3晶体的电子结构和光学性质.结果显示,Cu、Mn掺杂LiNbO_3晶体禁带中的杂质能级分别由Cu 3d轨道、Mn 3d轨道贡献;各掺杂体系的带隙均较纯LiNbO_3晶体变窄.共掺晶体中Cu离子形成了较单掺时更浅的能级中心,并在2.87eV处有较强的吸收峰;Mn离子在1.73eV附近的吸收较单掺时减弱且中心略有偏移,在2.24eV处的非光折变峰与Mn~(3+)相关,这对吸收峰的变化被认为与Cu、Mn间电子转移相联系.相对Cu、Fe共掺LiNbO_3晶体,Cu、Mn共掺LiNbO_3晶体可以通过适当提高Cu离子浓度,来改善存储参量中的动态范围和记录灵敏度.由于同一深能级掺杂离子伴以不同浅能级掺离子将呈现出不同的吸收特征并影响存储性能,在共掺离子的配搭选择时对各待选配搭的模拟计算非常必要.
[Abstract]:The electronic structure and optical properties of Cu-doped and co-doped Linbo _ 3 crystals have been studied by using the first principle based on density functional theory. The results show that the impurity energy levels in the doped Linbo _ 3 crystal are contributed by the mn _ 3d orbital of Cu _ 3d orbital respectively, and the band gap of each doping system is narrower than that of pure Linbo _ 3 crystal. The Cu ion in the co-doped crystal formed a shallower energy level center than that in the single doped crystal, and there was a stronger absorption peak at 2.87 EV. The absorption of mn ion near 1.73 EV was weaker and the center slightly shifted. The non-photorefractive peak at 2.24 EV was related to mn ~ (3). The change of the absorption peak is considered to be related to the electron transfer between Cu-Mn. The dynamic range and recording sensitivity of the storage parameters can be improved by properly increasing the concentration of Cu ion in the relative Cu-Fe co-doped Linbo _ 3 crystal and the co-doped Linbo _ 3 crystal. Because the same deep level doping ions with different shallow level ions will exhibit different absorption characteristics and affect the storage performance, it is very necessary to simulate the matching of co-doped ions.
【作者单位】: 西南大学物理科学与技术学院;
【基金】:国家自然科学基金(No.11274257)资助~~
【分类号】:O614.111;O76
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,本文编号:2085433
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