铌掺杂钛酸钡的电子结构与光学特性的第一性原理计算

摘要

基于第一性原理密度泛函理论框架下的平面波超软赝势计算方法,计算了铌(Nb)掺杂钛酸钡的电子结构和光学性质,并进行了分析.计算结果表明:与掺杂前的钛酸钡结构相比,电子结构方面,Nb掺杂后,费米能级穿过导带,使材料具有n型半导体的特性.从态密度图中可以得出,在费米能级附近的态密度主要由稀土元素贡献.光学性质方面,随着Nb的掺杂浓度的增加,静折射率增大,有效地增强了BTO对光的吸收,提高了其光电转换效率;从能量损失中看出掺杂后能量损失谱峰出现红移现象.