第一原理研究Mn掺杂LiNbO3晶体的磁性和光吸收性质?

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王藩侯, 杨俊升, 黄多辉, 曹启龙, 袁娣. 2015: 第一原理研究Mn掺杂LiNbO3晶体的磁性和光吸收性质?, 物理学报, null(9): 097102. doi: 10.7498/aps.64.097102
引用本文: 王藩侯, 杨俊升, 黄多辉, 曹启龙, 袁娣. 2015: 第一原理研究Mn掺杂LiNbO3晶体的磁性和光吸收性质?, 物理学报, null(9): 097102. doi: 10.7498/aps.64.097102
Wang Fan-Hou, Yang Jun-Sheng, Huang Duo-Hui, Cao Qi-Long, Yuan Di. 2015: Study on magnetic and optical prop erties of Mn-dop ed LiNbO3 by using the first principles, Acta Physica Sinica, null(9): 097102. doi: 10.7498/aps.64.097102
Citation: Wang Fan-Hou, Yang Jun-Sheng, Huang Duo-Hui, Cao Qi-Long, Yuan Di. 2015: Study on magnetic and optical prop erties of Mn-dop ed LiNbO3 by using the first principles, Acta Physica Sinica, null(9): 097102. doi: 10.7498/aps.64.097102

第一原理研究Mn掺杂LiNbO3晶体的磁性和光吸收性质?

Study on magnetic and optical prop erties of Mn-dop ed LiNbO3 by using the first principles

  • 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.
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出版历程
  • 刊出日期:  2015-05-15

第一原理研究Mn掺杂LiNbO3晶体的磁性和光吸收性质?

  • 宜宾学院计算物理四川省高等学校重点实验室,宜宾,644007
  • 宜宾学院计算物理四川省高等学校重点实验室,宜宾 644007; 宜宾学院物理与电子工程学院,宜宾 644007

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.

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