利用基于密度泛函理論的第一性原理計算方法,本文對幾種鈣鈦礦型氟化物超晶格KMgF3/KCaF3、NaMgF3/NaCaF3、KMgF3/NaMgF3的幾何結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)進行了理論研究,主要包括以下幾方面:(1)研究了鈣鈦礦型氟化物超晶格KMgF3/KCaF3的幾何結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)。首先對超晶格(KMgF3)1/(KCaF3)1的性質(zhì)進行了研究。模擬了不同晶格常數(shù)的襯底材料對該超晶格性質(zhì)的影響。結(jié)果表明,當(dāng)超晶格受到擴張應(yīng)變時,正負離子間相對位移值較小,而當(dāng)超晶格受到界面壓縮應(yīng)變時,正負離子間相對位移值有急劇的增加,這種增加使得超晶格中產(chǎn)生較大的極化強度。同時,超晶格KMgF3/KCaF3的電子層受到了材料本身極化的影響,當(dāng)極化性越大,導(dǎo)帶底的位置就會越低,且超晶格體系能量最低時結(jié)構(gòu)達到最穩(wěn)定。其次研究了不同迭代周期下的四方相鈣鈦礦型氟化物超晶格KMgF3/KCaF3的幾何結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)超晶格的面內(nèi)晶格常數(shù)α和面外晶格常數(shù)c均位于兩體相材料的對應(yīng)的晶格常數(shù)之間,并且隨超晶格中KMgF3含量比率的增加而逐漸減小。通過對電子性質(zhì)的研究發(fā)現(xiàn),超晶格的能帶帶隙值隨著超晶格中K...

【文章頁數(shù)】：56 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１立方相鈣鈦礦型氧化物結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｃｕｂｉｃ?ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ??

?大連海事大學(xué)碩士學(xué)位論文???１緒論??１．１研究背景及意義??１．１．１研究背景??十九世紀三十年代末，在俄羅斯烏拉爾山脈南部，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了化合物鈦??酸鈣ＣａＴｉＣｈ，首次發(fā)現(xiàn)了自然界中的鈣鈦礦１｜］，并命名為Ｐｅｒｏｖａｋｉｉｅ。鈣鈦礦在??自然界中含量比較豐富，并且鈣....

圖３．１?（ＫＭｇＦｓＭＫＣａＦＡ超晶格結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．?３．１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?（ＫＭｇＦ３）ｉ／（ＫＣａＦ３）Ｉ?ｓｕｐｅｉ．ｌａｔｔｉｃｅ??

ｃ＝４．４７１〇Ａ。當(dāng)兩種氟化物?ＫＭｇＦｄＰＫＣａＦｓ??組成ＫＭｇＦ３／ＫＣａＦ：，超晶格時，兩種晶體的界面處會產(chǎn)生一定的應(yīng)變作用。在這??種應(yīng)變作用下，由于ＫＭｇＦ３層晶格常數(shù)較小受到平面擴張應(yīng)變，ＫＣａＦ３層晶格??常數(shù)較大會受到平面壓縮應(yīng)變，從而使得ＫＭｇＦ３層和ＫＣａ....

圖３．２超晶格（ＫＭｇＦ３：ｈ／（ＫＣａＦ？的能量隨體積變化的曲線圖：（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?

?大連海事大學(xué)碩士學(xué)位論文???構(gòu)。在每種面內(nèi)晶格常數(shù)條件下，改變面外晶格常數(shù)Ｃ值，并對原子位置進行??優(yōu)化，得到了總能量隨超晶格體積的變化關(guān)系，如圖３．２所示。從圖中可以清楚??的看出能量隨著超晶格體積值的變化呈現(xiàn)出光滑的Ｕ型曲線。即當(dāng)晶格常數(shù)??ａｉ＝３．７Ａ，ｃｉ＝ｌ?１．....

圖３．４超晶格（ＫＭｇＦＡ／ＯＣＣａＦ＾在不同面內(nèi)晶格常數(shù)ａ下能量最低值：⑷金屬離子與Ｆ??離子的相對位移，（ｂ）極化值??

?大連海事大學(xué)碩士學(xué)位論文???原子的位置高（低）干金屬原子的位置。從圖３．３中可以看出，所有陽離子與Ｆ離??子之間都發(fā)生了相對位移。所有點均為正值，說明各層的電偶極矩都沿著同一方??向，即ｒ軸正方向；Ｃａ－Ｆ之間的位移量均大于Ｍｇ－Ｆ之間的位移量，這是由于??ＫＣａＦ３層在界面....

本文編號：4005000