邵栋元
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程南璞
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陈晶晶
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李孝
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陈志谦
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李春梅
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惠群
无机材料学报
doi:10.15541/jim20150338
本研究基于密度泛函理论的第一性原理超软赝势平面方法计算了LiNbO3和LiTaO3的晶格参数、电子结构和弹性常数,并利用Christoffel方程研究了二者平面声波特征。结果表明：两者的理论计算晶格参数和弹性常数与实验值接近,禁带宽度分别为3.78和3.98 eV,导带底和价带顶主要由O-2p和Nb-4d(Ta-5d)态电子贡献。化学键理论揭示Li和Nb(Ta)与O原子之间有两种成键类型。电荷布局分析结果显示有两种相应的重叠布居数, Nb(Ta)–O键呈现强共价键作用,并且Nb–O(Ta–O)键长小于Li–O键长。LiNbO3和LiTaO3晶体平面声波有两支横波和一支纵波,纵波速度大于横波速度,在xy平面呈现六重对称性,在xz和yz平面各向异性程度强于xy平面,沿[001]、[001]晶向上两支横波振动速度相等。最后利用模守恒赝势(Norm-conserving)计算了介电常数和静态折射率,计算表明LiNbO3晶体的折射性能和非寻常光(e光)离散程度均强于LiTaO3晶体。
关键词:
第一性原理
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电子结构
,
弹性常数
,
平面声波
,
LiNbO3
,
LiTaO3
张浩
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陈志谦
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程南璞
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惠群
稀有金属材料与工程
通过第一性原理计算研究了Nb、A1共掺杂MoSi2晶体的电子结构、弹性常数和Mullikan布居数.结果表明,Nb、Al共掺杂可大幅提高MoSi2的韧性和导电性,当Nb和A1共掺杂量达到x=0.25时,MoSi2的弹性模量从408.86 GPa降低到261.30 GPa. MoSi2的电子态密度和Mullikan布居数分析表明,Nb和Al掺入后MoSi2电子态密度发生蓝移,费米能级处的电荷密度增加,体系的导电性能提高.掺杂后Mo-Al、Nb-Si键布居数减小,键长增大,原子间的共价性减弱,而A1-Si键间的共价性增强.晶体中各方向键长和键能的分布趋于对称化,MoSi2晶体韧性增强.
关键词:
MoSi2
,
第一性原理
,
Nb、Al共掺杂
,
弹性性质
