鐵酸鉍陶瓷光學特性的理論計算研究.pdf

1、BiFeO3是多鐵材料的一種，具有鐵電性、鐵磁性和反鐵磁性，在傳感器、鐵電存貯器等方面有很好的潛在應用價值，近年來BiFeO3在光伏領域又有了新的研究進展，因此其光電特性成為了研究熱點。本論文采用第一性原理方法計算研究了多鐵材料中BiFeO3在純相和摻雜兩種情況下的幾何結構,電子特性，光學性質。重點討論了單相BiFeO3陶瓷的光吸收以及稀土元素摻雜對其吸收光譜的影響。我們首先運用了第一性原理密度泛函理論中的局域自旋密度近似加U(LSDA

2、+U)方法對單相BiFeO3的帶隙進行了調節(jié)，計算結果顯示，當U值等于16.5ev時，BFO的帶隙值為2.418ev且為間接帶隙，這與實驗測試值2.5ev左右相符。在此基礎上我們分別計算了其電子結構及光學性質。結果發(fā)現，紫外區(qū)域的吸收效果非常好，在可見光范圍內當入射光波長在400nm左右時吸收效果最好，根據可見光光譜范圍其對應的入射光是紫光，對應著從O2p（向上）態(tài)到Fe3d（向下）態(tài)的電子躍遷。第四章是有關稀土元素Co對鐵電體BiFe