第一原理研究Mn掺杂LiNbO3晶体的磁性和光吸收性质?

摘要：

采用基于密度泛函理论和局域密度近似的第一性原理分析了Mn掺杂LiNbO3晶体的结构,磁性,电子特性和光吸收特性.文中计算了Mn占据Li位和Nb位体系的形成焓,对应的形成焓分别为?8.340 eV/atom和?8.0062 eV/atom,也就意味着Mn 原子优先占据Li位.这也就意味着Mn原子占据Li位的掺杂LiNbO3晶体结构更稳定.磁性分析的结果显示,其对应磁矩也比占据Nb位的高.进一步分析磁性的来源,自旋态密度结果显示： Mn掺杂LiNbO3晶体的磁性主要源于掺杂原子Mn, Mn原子携带的磁矩高达4.3μB,显示出高自旋结构.由于Mn-3d与近邻O-2p及次近邻Nb-4d轨道的杂化作用,计算表明：诱导近邻O原子及次近邻Nb原子产生的磁矩对总磁矩的贡献较小.通过光学吸收谱的分析,得出在可见光区Li位被Mn原子替代以后显示出更好的光吸收响应相比于Nb位.本文还分析了O空位对于LiNbO3晶体磁性与电子性质的影响,结果显示O空位的存在可以增加Mn掺杂LiNbO3体系的磁性.

关键词：第一性原理、LiNbO3、Mn掺杂、光学吸收

资助基金：四川省教育厅科研基金13ZA0198;宜宾市重点科技资助项目2014GY018;宜宾学院计算物理四川省高等学校重点实验室开放课题基金批准号:JSWL2014KFZ02资助的课题.* Project supported by the Science and Research Foundation of Sichuan Educational Committee, ChinaGrant 13ZA0198;the Major Projects of Yibin City of ChinaGrant 2014GY018;the Open Research Fund of Compu-tational Physics Key Laboratory of Sichuan Probince, Yibin University of ChinaGrant JSWL2014KFZ02

在线出版日期：2015-05-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共1页

页码：097102-1-097102-6