编号：FTJS08862
篇名：Mo掺杂调控钛酸铋钠铁电陶瓷带隙的实验与第一性原理研究
作者：谢晓宇 黎清宁 周昌荣 胡朝浩 袁昌来 许积文
关键词： 钛酸铋钠 第一性原理 光学带隙 能带结构 态密度
机构： 桂林电子科技大学材料科学与工程学院 桂林电子科技大学
摘要： 为改善钛酸铋钠基无铅陶瓷的铁电光伏特性,通过传统固相法制备了B位Mo掺杂的Na0.5Bi0.5(Ti1-xMox)O3(BNT-Mox,x=0~0.02)无铅铁电陶瓷。通过XRD、拉曼光谱、吸收光谱等测试方法,结合基于密度泛函理论的第一性原理计算,研究了Mo掺杂对BNT陶瓷体系带隙的影响规律及机理。结果表明:随着Mo掺杂量的增加,光学带隙值先减小后增大,当x=1.0%时带隙达到最小值2.33 eV,并且光吸收强度达到最大值69%;通过对能带和态密度计算结果进行分析,发现Mo掺杂BNT体系能带结构由间接带隙转变为直接带隙,出现由Mo的4d轨道所贡献的杂质能级,导致带隙减小。Mo掺杂导致的杂质能级与莫斯-布尔斯坦效应之间存在带隙调控相互竞争关系,可有效调控BNT体系能带结构。
