LaBO 3 /KNbO 3 （B=Al,Ga）钙钛矿异质界面的输运特性与光催化性能研究

发布时间：2021-06-16 04:35

　　近年来材料界面的性质一直是物理、化学、材料等学科的研究热点,由于界面材料电子结构的不连续性,带来了一些与众不同新奇物性。La Al O3/Sr Ti O3极性-非极性氧化物界面自从其被发现存在界面二维电子气之后就吸引了众多关注,体系界面处高迁移率的二维电子气以及磁性、超导等丰富的物理性质,使其有望成为下一代新型氧化物电子器件材料。本论文以La Al O3/Sr Ti O3的现有研究成果为背景,为了提高体系的界面载流子密度和迁移率,进一步挖掘该体系光催化性能。使用第一性原理计算方法搭建了La BO3/KNb O3（B=Al,Ga）氧化物异质结界面,研究了体系的电子结构、输运特性和光催化特性。首先,对三种构成异质结的钙钛矿晶体铌酸钾、铝酸镧和镓酸镧进行优化计算,分析该体系的失配率和带边位置,发现其满足构成异质结的条件。接着对La BO3/KNb O3氧化物异质结界面进行搭建,几何结构优化后计算异质结的分裂能、键长和平均静电势,分析异质结的稳定性、几何特性。发现界面两侧存在方向相反的极化场,使载流子在异质结中较为平均的分布。然后改变La BO3晶胞层数m,探讨了（La BO3）m/KNb O... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

钙钛矿氧化物和相关的层状化合物中能量尺度竞争导致电荷、自旋、轨道等有序[1]

属氧化物多自由度耦合形成的丰富物性及界面极性-非极性（Polar-nonpolar）氧化物界之后就吸引了众多的研究关注，LaAlO3体材料，当 LAO 外延生长在 STO 基底界面时，在 LAO 一定厚度时发生金属-绝属性[ 4, 5]。2004年，Hwang等人[ 6]在Nature浓度二维自由电子气。除此之外，之后的

LAO/STO界面示意图：(a)n型界面，(b)p型界面，(c)p-n型界面，(d)

【参考文献】：
期刊论文
[1]二硫化钼/石墨烯异质结的界面结合作用及其对带边电位影响的理论研究[J]. 危阳,马新国,祝林,贺华,黄楚云.  物理学报. 2017(08)

博士论文
[1]钙钛矿氧化物异质结中金属—绝缘体相变和电子输运的理论研究[D]. 方跃文.华东师范大学 2017
[2]钙钛矿金属氧化物异质结的第一性原理研究[D]. 郭宏礼.中国科学技术大学 2016
[3]几种钙钛矿氧化物异质界面电子结构与磁性质的第一性原理研究[D]. 许勤芳.南京大学 2013

硕士论文
[1]钙钛矿氧化物超晶格的制备与电磁性能研究[D]. 王萌.中国科学技术大学 2014



本文编号：3232369