硅酸盐通报

2021, v.40;No.300(09) 3098-3104

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Mo掺杂调控钛酸铋钠铁电陶瓷带隙的实验与第一性原理研究
Band Gap Experimental and First-Principles Study on Mo doping Modification of Sodium Bismuth Titanate Ferroelectric Ceramics

谢晓宇;黎清宁;周昌荣;胡朝浩;袁昌来;许积文;

摘要(Abstract):

为改善钛酸铋钠基无铅陶瓷的铁电光伏特性,通过传统固相法制备了B位Mo掺杂的Na_(0.5)Bi_(0.5)(Ti_(1-x)Mo_x)O_3(BNT-Mo_x,x=0~0.02)无铅铁电陶瓷。通过XRD、拉曼光谱、吸收光谱等测试方法,结合基于密度泛函理论的第一性原理计算,研究了Mo掺杂对BNT陶瓷体系带隙的影响规律及机理。结果表明:随着Mo掺杂量的增加,光学带隙值先减小后增大,当x=1.0%时带隙达到最小值2.33 eV,并且光吸收强度达到最大值69%;通过对能带和态密度计算结果进行分析,发现Mo掺杂BNT体系能带结构由间接带隙转变为直接带隙,出现由Mo的4d轨道所贡献的杂质能级,导致带隙减小。Mo掺杂导致的杂质能级与莫斯-布尔斯坦效应之间存在带隙调控相互竞争关系,可有效调控BNT体系能带结构。

关键词(KeyWords): 钛酸铋钠;第一性原理;光学带隙;能带结构;态密度

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家自然科学基金(51862004);; 广西自然科学基金(2017GXNSFAA198339);; 广西电子信息材料构效关系重点实验室基金(172003-Z)

作者(Author): 谢晓宇;黎清宁;周昌荣;胡朝浩;袁昌来;许积文;

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DOI: 10.16552/j.cnki.issn1001-1625.20210701.005

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