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非金属X（X=F、N、S）与Cr共掺杂对BiFeO3性能的影响：第一性原理研究
摘要： 本研究中，采用密度泛函理论计算了X（X=F、N、S）与Cr共掺杂BiFeO3（BFO）的结构、磁学、电学和光学性质。对于Cr-X共掺杂体系，BFO结构发生从单斜相到三斜相的转变，其净磁矩分别为：Cr-F共掺杂5.92 μB、Cr-N共掺杂6.04 μB、Cr-S共掺杂7.80 μB。其物理机制源于掺杂调控的晶格畸变——减小的Fe-O-Fe键角与Fe-O键长将导致弱反铁磁性超交换作用。此外，Cr-X共掺杂体系的带隙从BFO体材料的2.20 eV分别降至1.31 eV（Cr-F共掺杂）和1.80 eV（Cr-S共掺杂），根据著名的Shockley-Queisser判据，该数值非常适合光伏应用，表明Cr-X共掺杂样品的光学性能可能获得显著提升。
关键词： 晶格畸变、光学性质、非金属与过渡金属共掺杂BiFeO3、磁矩
更新于2025-09-23 15:21:01
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淬火处理的(Na<sub>1/2</sub>Bi<sub>1/2</sub>)TiO<sub>3</sub>-BaTiO<sub>3</sub>组分中自发弛豫铁电转变的倾向性
摘要： 近期有研究表明，淬火处理无铅非遍历弛豫体Na1/2Bi1/2TiO3-BaTiO3（NBT-BT）材料可提高热退极化温度并增强晶格畸变?；?#34;晶格畸变增强通常与铁电序起始相关"的猜想，研究者考察了位于形变相边界处的两种非遍历弛豫体NBT-BT组分。温度依赖性介电常数测试显示，两种组分经淬火后均呈现铁电序稳定化现象，退极化温度提升40-60°C。其中四方度更高的组分在淬火时会发生自发的弛豫体-铁电相转变。而氧气氛围退火可使淬火诱导的铁电序恢复为弛豫态。
关键词： 弛豫铁电转变，NBT-BT，淬火，晶格畸变，去极化温度
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于局域和杂化密度泛函理论计算的LiNbO?中Bi掺杂剂与本征缺陷的相互作用
摘要： 采用局域和杂化密度泛函理论研究了Bi掺杂剂（包括Bi取代Li位点形成的BiLi和Bi取代Nb位点形成的BiNb）与铌酸锂中本征反位缺陷（NbLi）及Li空位（VLi）的相互作用。本研究构建了三种电荷补偿缺陷团簇模型（BiLi4++NbLi4++8VLi-、BiLi4++4VLi-和BiLi0+4VLi-+BiNb4+）以探究Bi浓度的影响。系统分析了最稳定团簇构型、团簇中Bi掺杂稳定性以及Bi与本征缺陷间的电子态相互作用。研究发现：在近化学计量比LiNbO3中，BiLi4+比NbLi4+具有更强的电子捕获能力；随着Bi掺杂浓度增加，BiLi掺杂诱导的局部晶格畸变和电子捕获行为保持不变，但带隙中Bi缺陷态位置发生偏移。该现象主要源于大量Li空位引发的显著晶格弛豫，而非Bi与本征缺陷直接作用导致的离子能级重排。
关键词： LiNbO3、铋掺杂剂、晶格畸变、缺陷团簇、本征缺陷、密度泛函理论、电子俘获
更新于2025-09-23 23:19:49