Ba(Mg1/3Nb2/3)O3复合钙钛矿的晶体结构与光学性质

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:y123321y886
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
透明陶瓷因具有特殊功能和先进陶瓷固有的一些特性,在光学窗口、激光和光电开关等领域得到了广泛的应用。随着数字相机和可视移动电话等便携式设备的发展,作为光学部件的光功能元件也日趋小型化,因此,对更高折射率透明陶瓷的探索仍是热点。本文采用固相烧结法制备了Ba(Mg1/3Nb2/3)O3(BMN)体系陶瓷,表征并分析了其结构,继而设计了六方、立方BMN和Sn4+掺杂BMN(Sn4+: BMN)的结构模型,采用基于密度泛函理论(Density Functional Theory, DFT)的赝势平面波法(Pseudopotential Plane Wave, PP-PW)程序包,分别计算了它们的电子结构,分析和探讨了其本征光学性能,并初步预测了Sn4+:BMN的折射率和透过率等性能,计算结果与实验结果相吻合。主要研究内容如下:  (1)采用X射线衍射分析和Raman光谱等测试手段对制备的纯BMN体系和Sn4+: BMN体系进行了结构表征。结果表明:对于纯BMN体系,随烧结温度的升高,结构由立方向六方过渡,1600℃时,BMN近乎纯六方结构;对于Sn4+: BMN体系,随Sn4+掺量的增加,结构由六方向立方过渡,当Sn4+掺量高于10 mol%时,体系为纯立方结构。运用Rietveld全谱拟合法分别确定了BMN体系和Sn4+:BMN体系的相结构,并对相应的晶体结构参数进行了表征,从而设计了立方、六方BMN以及立方Sn4+:BMN晶体结构模型。  (2)计算了纯BMN体系的电子结构并分析预测了其光学性能。计算结果表明:六方BMN具有Eg=2.728 eV的间接带隙,费米面附近的能带结构主要由O-2p和Nb-4d轨道的电子态密度决定;在可见光区,折射率为1.91-2.14,1 mm厚的BMN单晶透过率约为77-83%,并伴随有一定的色散现象。  (3)计算了Sn4+: BMN体系的电子结构并分析预测了其光学性能。电子结构计算结果表明其具有间接带隙性质,费米面附近的能带结构主要由 O-2p和Nb-4d、Sn-5p轨道的电子态密度决定。Sn4+: BMN的禁带宽度随Sn4+含量的增加而逐渐增大,吸收边蓝移,透明光区扩大。实验测得Sn4+含量为5-20 mol%的体系Eg′≈2.8 eV,在可见光区透明,计算预测1 mm厚的Sn4+:BMN透明陶瓷在可见光区的理论透过率T约为23.6-79.74%,折射率n≈2。
其他文献
高层建筑的给排水能耗主要为二次供水系统能耗,无负压二次供水系统作为新兴供水系统,较传统的二次供水方式更节能和安全。但是现有无负压二次供水系统存在设计上过于保守,没
奥尔夫教学法是一种新颖的音乐教学模式,在教学过程中,教师需要对学生的情感教学和音乐技巧教学相结合的教学方法,因为是由德国的卡尔奥尔夫所提出的,所以该音乐教学法命名为
作为一名小学英语教师,我觉得要想提高小学英语课堂效率,要注意五个方面,即教师应充分备课;合理使用书本;尊重学生;能够激发学生的学习兴趣;对教学方法中不合理的地方进行及
画图能力是数学学习中要求学生掌握的基本技能之一,经过调查发现学生在运动后图形一块画图能力较弱,如何提高学生的画这类图形的能力,本文以图形的旋转一课为例,浅谈几点看法
冬季沥青路面的积雪与结冰不仅仅大大降低了道路运输效率,而且极易引发交通事故。如何及时清除路面冰雪、减少交通事故的发生,从而保证公路的安全畅通一直是世界各国迫切希望解
聚氨酯合成工艺的确定及反应机理的研究,依赖于反应动力学数据。本文采用二正丁胺反滴定法,研究了异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)和聚氧化丙烯二醇(PPG)(Mn=2000)在有机锡催化体系作
在小学英语教学过程中,如何有效地培养学生英语学科核心素养,关键是以学生语言能力发展为前提,在听说读写的训练过程中,有效地提高学生的语言能力和学习能力.本文以笔者具体
办公室是一个综合性的职能部门,在学校发展过程中承担着重要角色,在保证师生服务质量方面面临着巨大的挑战.基于此,本文检简要分析当前学校办公室管理工作存在的问题,并提出
英语阅读可扩展学生的词汇量,也可渗入英语写作的技巧与方法,培养学生的英语思维能力,对于学生的英语写作能力起到了很好的促进作用.英语写作亦可稳固学生的阅读理解技能,使