掺杂对铬酸镧电子结构影响的第一性原理研究

来源 :中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所) | 被引量 : 1次 | 上传用户:jeffyi2009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文利用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了未掺杂、A位掺杂与B位掺杂铬酸镧材料的电子结构,揭示了掺杂对材料电子结构影响的微观机理以及对导电性能的影响规律,为铬酸镧材料的开发利用打下基础。通过对自洽计算得出的能带结构、电子态密度分布、重叠布居、Mulliken电荷布居以及差分电荷密度进行分析后,得出主要结论如下:(1)构建了无掺杂铬酸镧模型,研究了无掺杂情况下体系的电子结构。无掺杂铬酸镧为间接带隙半导体材料,费米能级附近的价带与导带由自旋为alpha态的电子能级构成;价带范围-8~0 eV主要由Cr的3d态与O的2p态轨道成键构成;导带范围0~6 eV是由La的5d、Cr的3d以及O的2p态轨道成键构成;La-0键为离子键,Cr-O键为共价键。(2)构建了三种不同Ca掺杂浓度的铬酸镧模型;Ca替位掺杂La后,铬酸镧的晶胞体积变小,晶格常数在Ca掺杂位置发生畸变;费米能级附近的价带与导带仍由自旋为alpha态的电子能级构成,Ca掺杂后费米能级进入价带,材料变成p型掺杂半导体;随着Ca掺杂浓度的增加,价带顶与导带底的间隙逐渐缩小,材料的导电性增强,与文献实验结果一致;由电子态密度分布分析出Ca的掺入影响Cr原子3d轨道电子的态密度分布状态,从电子态密度分布的角度验证了Zener的双重交换理论;Ca-0键的键长大于La-0键的键长,Ca-0键为离子键。(3)构建了三种不同Mn掺杂浓度的铬酸镧模型;Mn替位掺杂Cr后,铬酸镧的晶胞体积变大,晶格常数在Mn掺杂位置发生畸变;费米能级附近的价带与导带由自旋为alpha态的电子能级构成,Mn掺杂后费米能级进入价带,材料变成p型掺杂半导体;随着Mn掺杂浓度的增加,费米能级附近的能带宽度变宽,电子的有效质量变小,容易受外场作用而获得加速度,因而材料的导电性增强;由Mulliken电荷布居分析出Mn的掺入对La、Cr原子的电子转移影响不大,Mn主要与O之间发生电子转移;Mn-O键的长度大于Cr-O键的长度,Mn-O键为共价键。
其他文献
近几十年来,多元金属硫化物作为一类新型的半导体纳米材料,由于其具有特殊的能带结构及优异的物理化学性质,引起科学家越来越多的青睐,在众多领域如光电器件、光电催化、传感
高校青年教师作为高校建设队伍中的新生代,他们是高校的未来和希望。高校教师的专业成长对于教师自身的发展,对于学生的成才成长,对于高校的快速发展,都具有重大的意义。藏族
过渡金属碳化物是由过渡金属元素和碳元素组成的一种层状材料,由其衍生出的二维层状过渡金属碳化物(MXenes)和碳化物衍生碳材料等由于具有独特的组成和结构,在电化学储能、水处
背景:骨肉瘤是最常见的原发性恶性骨肿瘤,好发于长骨干骺端,其特点为青少年发病率高,恶性程度高,早期易引起肺转移而导致预后极差,是骨肉瘤死亡的主要原因之一。PIM是一种原
在全球能源危机和环境污染的大背景下,探索高效、可见光响应的新型半导体光催化剂是当前光催化领域的一项重要课题。在众多的半导体材料中,层状金属硫化物由于具有合适的能带结构、高的电荷迁移率等特性而非常适合作为可见光响应的光催化材料。本论文选取具有代表性的层状金属硫化物MoS_2、SnS_2为研究对象,通过纳米形貌调控、异质结构建等途径详细探讨了提高光催化剂效率的方法。主要内容包括以下几个方面:(1)通过
双酚A(BPA)是一种典型的内分泌干扰物(EDCs),常用于生产加工日常生活中的各种塑料制品。BPA具有与雌二醇(E2)相似的分子结构,因此具有弱雌激素效应,可以干扰机体正常的内分泌
目的探讨90岁以上高龄肺炎实验室检查结果的临床应用价值。方法回顾性分析我院2001年1月-2012年12月期间收治的90岁以上老年肺炎患者121例临床实验室检测资料。结果老年肺炎
在当今的国内外学校中,教育惩罚始终存在于教育舞台上,这也表示教育惩罚有其存在的必要性。随着科学的发展,人们的思想意识也在不断进步,教育理念得到了更新。在学校教育中,
压力是现代人面临的最严重的问题之一。2010年,富士康员工12连跳事件引起社会广泛关注,使企业对员工的压力管理成为热点。员工的压力可能来源于工作本身,可能来源于工作中的
现阶段,市场经济的变革与社会的发展使我国进入了新的发展阶段,对社会各行各业的发展也提出了更高的要求,而对于化工企业来讲,最重要的是实现安全发展,这是通往行业持续生存