【摘 要】
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基于自旋密度泛函理论(density functional theory,DFT)的框架下的广义梯度近似(generalized gradient approximation,GGA+U)平面波模守恒赝势方法,确定了准确计算Zn16O16超
【机 构】
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西安理工大学材料与工程学院; 宝鸡文理学院物理与光电技术学院; 西北工业大学理学院;
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基于自旋密度泛函理论(density functional theory,DFT)的框架下的广义梯度近似(generalized gradient approximation,GGA+U)平面波模守恒赝势方法,确定了准确计算Zn16O16超晶胞各原子对应的U值;通过计算形成能和化学键的布局分析了掺杂结构的稳定性;通过原子电荷布局和自旋电子态密度的计算分析了掺杂结构的能带结构和磁性状态;讨论了各稀土原子掺杂对Zn O吸收光谱的影响.结果表明:稀土元素的引入使晶格膨胀,Zn-O键最长键增大而最小键减小,导致氧四面体畸变;Y/La/Ce掺杂的Zn O具有亚铁磁性,Th掺杂Zn O则呈弱铁磁性,Ac掺杂Zn O为顺磁体;稀土元素使Zn O的价带和导带下移,费米能级进入导带,增强了体系的电导率;Y/La/Ac掺杂对Zn O带隙宽度的影响较小,吸收光谱略微蓝移,而Ce/Th掺杂则有效提升了Zn O对可见光的吸收.
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