几种钙钛矿型氟化物超晶格的理论研究

发布时间：2024-07-11 00:58

　　利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,本文对几种钙钛矿型氟化物超晶格KMgF3/KCaF3、NaMgF3/NaCaF3、KMgF3/NaMgF3的几何结构和电子结构性质进行了理论研究,主要包括以下几方面:(1)研究了钙钛矿型氟化物超晶格KMgF3/KCaF3的几何结构和电子结构性质。首先对超晶格(KMgF3)1/(KCaF3)1的性质进行了研究。模拟了不同晶格常数的衬底材料对该超晶格性质的影响。结果表明,当超晶格受到扩张应变时,正负离子间相对位移值较小,而当超晶格受到界面压缩应变时,正负离子间相对位移值有急剧的增加,这种增加使得超晶格中产生较大的极化强度。同时,超晶格KMgF3/KCaF3的电子层受到了材料本身极化的影响,当极化性越大,导带底的位置就会越低,且超晶格体系能量最低时结构达到最稳定。其次研究了不同迭代周期下的四方相钙钛矿型氟化物超晶格KMgF3/KCaF3的几何结构和电子结构性质。研究发现超晶格的面内晶格常数α和面外晶格常数c均位于两体相材料的对应的晶格常数之间,并且随超晶格中KMgF3含量比率的增加而逐渐减小。通过对电子性质的研究发现,超晶格的能带带隙值随着超晶格中K...

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１立方相钙钛矿型氧化物结构示意图??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｕｂｉｃ?ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ??

?大连海事大学硕士学位论文???１绪论??１．１研究背景及意义??１．１．１研究背景??十九世纪三十年代末，在俄罗斯乌拉尔山脉南部，科学家们发现了化合物钛??酸钙ＣａＴｉＣｈ，首次发现了自然界中的钙钛矿１｜］，并命名为Ｐｅｒｏｖａｋｉｉｅ。钙钛矿在??自然界中含量比较丰富，并且钙....

图３．１?（ＫＭｇＦｓＭＫＣａＦＡ超晶格结构示意图??Ｆｉｇ．?３．１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?（ＫＭｇＦ３）ｉ／（ＫＣａＦ３）Ｉ?ｓｕｐｅｉ．ｌａｔｔｉｃｅ??

ｃ＝４．４７１〇Ａ。当两种氟化物?ＫＭｇＦｄＰＫＣａＦｓ??组成ＫＭｇＦ３／ＫＣａＦ：，超晶格时，两种晶体的界面处会产生一定的应变作用。在这??种应变作用下，由于ＫＭｇＦ３层晶格常数较小受到平面扩张应变，ＫＣａＦ３层晶格??常数较大会受到平面压缩应变，从而使得ＫＭｇＦ３层和ＫＣａ....

图３．２超晶格（ＫＭｇＦ３：ｈ／（ＫＣａＦ？的能量随体积变化的曲线图：（ａ沁＝３．７?Ａ，（ｂ）ａ＝３．９?Ａ，??（ｃ）ｏ＝４．１?Ａ，?（ｄ）ａ＝４．３?Ａ，?（ｅ）？＝４．５?Ａ，?（ｆ?

?大连海事大学硕士学位论文???构。在每种面内晶格常数条件下，改变面外晶格常数Ｃ值，并对原子位置进行??优化，得到了总能量随超晶格体积的变化关系，如图３．２所示。从图中可以清楚??的看出能量随着超晶格体积值的变化呈现出光滑的Ｕ型曲线。即当晶格常数??ａｉ＝３．７Ａ，ｃｉ＝ｌ?１．....

图３．４超晶格（ＫＭｇＦＡ／ＯＣＣａＦ＾在不同面内晶格常数ａ下能量最低值：⑷金属离子与Ｆ??离子的相对位移，（ｂ）极化值??

?大连海事大学硕士学位论文???原子的位置高（低）干金属原子的位置。从图３．３中可以看出，所有阳离子与Ｆ离??子之间都发生了相对位移。所有点均为正值，说明各层的电偶极矩都沿着同一方??向，即ｒ轴正方向；Ｃａ－Ｆ之间的位移量均大于Ｍｇ－Ｆ之间的位移量，这是由于??ＫＣａＦ３层在界面....

本文编号：4005000