Mn 掺杂 c-ZrO2电子和光学性质的第一性原理研究

• 作者: 任皞 侯志涛 张玉芬 王成 赵帅
• 来源期刊: 山东大学学报（工学版）
• 学科: 物理学
• 关键词: 密度泛函理论 电子性质 光学性质 铁磁性 Mn掺杂 c-ZrO2
• 年，卷（期）: 2014,（4）
• 所属期刊栏目: 化学与化工
• 页码范围: 86-91
• 页数: 6页
• 分类号: O48
• 字数: 4182字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.9.2014.001

摘要

基于DFT＋U第一性原理计算，预测了过渡金属锰（ Mn）掺杂立方氧化锆（ c-ZrO2）体系的电子和光学性质。当c-ZrO2中的Zr原子被Mn原子取代后，体系的电子态密度图表明体系的带隙减小，同时价带顶的电子密度明显增加使得价带展宽约5％。在自旋向上通道中，费米面附近的电子密度源于Mn 3d电子与O 2p电子的强烈混合，使得掺杂体系具有半金属铁磁性能，这也可能是引起体系带隙减小的原因。本研究还表明，通过Mn掺杂，体系折射率明显增加，在约为2.8 eV低能区域形成新的坡度陡峭的光吸收峰，这一发现使Mn掺杂c-ZrO2用作光吸收材料成为可能。通过Zener双交换机制解释了体系的铁磁性能，该理论也曾用于解释其他化合物；同时也探讨了体系的电子结构和光学性质之间的联系。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	任皞	济南大学化学化工学院	25	141	7.0	10.0
2	赵帅	济南大学化学化工学院	46	225	9.0	12.0
3	张玉芬	济南大学化学化工学院	5	2	1.0	1.0
4	王成	济南大学化学化工学院	24	151	7.0	11.0
5	侯志涛	山东大学合作发展部	1	1	1.0	1.0