發(fā)布時(shí)間：2021-11-02 05:36

　　隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)尤其是激光技術(shù)、光通信技術(shù)的發(fā)展,普通的光學(xué)薄膜折射率低、范圍調(diào)控困難,難以滿足微存儲(chǔ)器、微驅(qū)動(dòng)器、微傳感器等實(shí)際應(yīng)用,因此制備具有高折射率且折射率范圍可靈活調(diào)控的光學(xué)薄膜,成為薄膜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)方向之一。復(fù)合型鈣鈦礦Ba(Mg_1/3Ta_2/3)O₃（簡(jiǎn)稱BMT）憑借其可見(jiàn)光范圍內(nèi)的高折射率、低吸收系數(shù)以及優(yōu)秀的高頻介電性能一直是光電領(lǐng)域研究的熱點(diǎn),并且通過(guò)B位陽(yáng)離子取代能夠改變晶體結(jié)構(gòu),可以調(diào)控其光學(xué)和電學(xué)性能。本文選擇鈣鈦礦BMT為研究對(duì)象,制備了鈣鈦礦BMT陶瓷和B位陽(yáng)離子Ti⁴⁺、Zr⁴⁺取代的鈣鈦礦BMT陶瓷以及相對(duì)應(yīng)的光學(xué)薄膜,探究B位陽(yáng)離子取代對(duì)鈣鈦礦BMT光學(xué)性能特別是折射率的影響,對(duì)推進(jìn)鈣鈦礦BMT系列晶體在光學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展具重要意義。本文首先構(gòu)建了BMT與Nb⁵⁺離子取代的BMT(Ba(Mg_1/3Nb_2/3)O₃簡(jiǎn)稱BMN)的晶胞結(jié)構(gòu),然后對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省

【文章頁(yè)數(shù)】：63 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

BMT和BMN晶體結(jié)構(gòu)a)BMT，b)BMN

a) BMT b) BMN圖 2-1 BMT 和 BMN 晶體結(jié)構(gòu) a) BMT，b) BMNFig.2-1 The Crystal structure of BMT and BMN, a) BMT, b) BMN但實(shí)際計(jì)算結(jié)合了計(jì)算機(jī)能力以及考慮將鍵長(zhǎng)和鍵角的影響減小，我圖 2-2 所示的 2*2*2 的超胞結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算圖中我們將 BMN 中 Nb 與 O 所構(gòu)成的 BO6顯示出。體塊的計(jì)算s2，2p4)、Ta(4f14，5d3，6s2)、Nb(4d4，5s1)、Mg(3s2)和 Ba(6s2)作為價(jià)態(tài)電優(yōu)化過(guò)程的其他設(shè)置條件為：最大平面波截止能為 380eV，結(jié)構(gòu)優(yōu)化斂自洽精度為 5×10-6eV/atom，單原子受力收斂至 0.01eV/ ，最大應(yīng)力.02GPa，原子最大位移為 5×10-4eV/ ，自洽場(chǎng)收斂精度為 5×10-7eV/里淵空間中 k 點(diǎn)選取為 5×5×4，k 點(diǎn)空間間隔小于 0.04/ ，計(jì)算結(jié)果面波截止能量收斂的測(cè)試。

12c) BMN(LDA) d) BMN(GGA)圖 2-3 BMT 和 BMN 的能帶結(jié)構(gòu) a) BMT(LDA)，b) BMT(GGA)， c) BMN(LDAd) BMN(GGA)Fig. 2-3 The band structure of BMT and BMN, a) BMT(LDA), b) BMT(GGA),c) BMN(LDA), d) BMN(GGA)從圖中可以看出 Ba (Mg1/3Ta2/3) O3和 Ba(Mg1/3Nb2/3) O3的價(jià)帶與導(dǎo)帶圍分別為-5~0eV 和 1~10eV；可知 Ba (Mg1/3Ta2/3) O3和 Ba(Mg1/3Nb2/3) O3均寬的禁帶寬度，表 2-2 給出了不同近似模式下計(jì)算所得的禁帶寬度以及實(shí)數(shù)。


本文編號(hào)：3471441