Mo摻雜調控鈦酸鉍鈉鐵電陶瓷帶隙的實驗與第一性原理研究

編號：FTJS08862

篇名：Mo摻雜調控鈦酸鉍鈉鐵電陶瓷帶隙的實驗與第一性原理研究

作者：謝曉宇 黎清寧 周昌榮 胡朝浩 袁昌來 許積文

關鍵詞： 鈦酸鉍鈉 第一性原理 光學帶隙 能帶結構 態(tài)密度

機構： 桂林電子科技大學材料科學與工程學院 桂林電子科技大學

摘要： 為改善鈦酸鉍鈉基無鉛陶瓷的鐵電光伏特性,通過傳統(tǒng)固相法制備了B位Mo摻雜的Na0.5Bi0.5(Ti1-xMox)O3(BNT-Mox,x=0~0.02)無鉛鐵電陶瓷。通過XRD、拉曼光譜、吸收光譜等測試方法,結合基于密度泛函理論的第一性原理計算,研究了Mo摻雜對BNT陶瓷體系帶隙的影響規(guī)律及機理。結果表明:隨著Mo摻雜量的增加,光學帶隙值先減小后增大,當x=1.0%時帶隙達到最小值2.33 eV,并且光吸收強度達到最大值69%;通過對能帶和態(tài)密度計算結果進行分析,發(fā)現(xiàn)Mo摻雜BNT體系能帶結構由間接帶隙轉變?yōu)橹苯訋��?出現(xiàn)由Mo的4d軌道所貢獻的雜質能級,導致帶隙減小。Mo摻雜導致的雜質能級與莫斯-布爾斯坦效應之間存在帶隙調控相互競爭關系,可有效調控BNT體系能帶結構。