A_(3)PO_(4)(A=Li,Na,K,Rb,Cs)电子结构与光学性质的第一性原理研究

作     者：王云杰 文杜林 苏欣 WANG Yunjie;WEN Dulin;SU Xin

作者机构：伊犁师范大学物理科学与技术学院伊宁835000 伊犁师范大学新疆凝聚态相变与微结构实验室伊宁835000 

基　　金：新疆维吾尔自治区重点实验室开放课题(2023D04074) 伊犁师范大学科研项目(22XKZZ21) 伊犁师范大学大学生创新训练项目(S202110764006,YS2022G018) 新疆伊犁科技计划(YZ2022Y002) 新疆维吾尔自治区天山英才计划第三期(2021-2023) 

出 版 物：《人工晶体学报》 (Journal of Synthetic Crystals)

年 卷 期：2024年第53卷第1期

页      码：123-131页

摘      要：基于密度泛函理论对P-O配位多面体与不同阳离子构成的系列化合物A_(3)PO_(4)(A=Li,Na,K,Rb,Cs)的几何结构、电子结构、光学性质进行系统探究。研究表明通过碱金属原子替换可以改变结构框架,从而调节系列化合物的带隙及光学性能,为设计综合性能优异的材料提供了一条有效途径。能带结构计算表明,五种化合物均为直接带隙化合物且都具有宽的带隙,A_(3)PO_(4)(A=Li,Na,K,Rb,Cs)的带隙依序为5.853、5.153、4.083、3.559、3.405 eV。布居分析发现阳离子A(A=Li,Na,K,Rb)与氧键合形成O—A键,其键长依序逐渐增大并呈现离子键,这也是A_(3)PO_(4)(A=Li,Na,K,Rb)带隙依序减小的主要原因。另一方面,Cs_(3)PO_(4)没有形成离子性质的O—Cs键,导致带隙减小。五种化合物的导带都是由碱金属原子的s和p轨道,以及P-3p轨道组成,价带顶的主要贡献者是O-2p轨道,O原子的2p轨道还在费米能级附近表现出较强的局域性,P-3p轨道与O的2p轨道成键,P—O表现为强的共价键。五种化合物对低能区电磁波响应较弱,主要响应集中在5~15 eV的高能区。

主 题 词：磷酸盐晶体 第一性原理 密度泛函理论 电子结构 光学性能 

学科分类：07[理学] 070205[070205] 070203[070203] 0702[理学-物理学类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1000-985X.2024.01.014

馆 藏 号：203125413...