Mn,Ce,Zn三掺铌酸锂晶体的电子结构和光学性质

摘要：

利用第一性原理, 研究了 Mn,Ce,Zn三掺铌酸锂(LiNbO3, LN)晶体及对比组的电子结构和光学特性. 结果显示, Mn或 Ce单掺 LiNbO3晶体的杂质能级分别由 Mn3d和 Ce4f轨道电子贡献; Mn和 Ce双掺样本 LNⅢ在 3.34,2.87,2.42和 1.42eV 产生光吸收; Mn,Ce 和 Zn 三掺样本 LNⅣ的吸收峰出现在 3.13,2.73,2.38, 1.90,1.65eV等处; 当掺 Zn2+的摩尔分数达阈值(约 7%)时, 三掺样本 LNⅤ吸收峰出现在 2.87,2.42,1.78和1.53eV附近. 比较双掺以及两种三掺体系, LNⅤ在 1.53eV 处的吸收明显增强. 研究认为双掺和三掺样品中Mn和 Ce离子间存在电荷转移, 基于此可以解释多掺样品中新出现的光折变吸收峰. 通过比较, 认为 Zn2+浓度达阈值的三掺样品在双光存储中更具优势: 除通常选作深、 浅中心的 Mn 2.87eV和Ce 2.42eV吸收外, 还可选Ce 2.42eV与 Mn 1.53eV组合, 双光存储应用使时后者衍射效率更高、 灵敏度更好、 动态范围更大.

关键词：三掺铌酸锂晶体、第一性原理、双中心模型、电子结构、吸收光谱

所属期刊栏目：44

分类号：O77(晶体缺陷)

资助基金：国家自然科学基金11975187

在线出版日期：2022-04-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：130-140