X_(2)(PO_(4))_(2)(X=Ba、Pb)和XPO_(4)(X=Y、Bi)中阳离子对结构框架影响及双折射率来源研究

作     者：王云杰 和志豪 丁家福 苏欣 WANG Yunjie;HE Zhihao;DING Jiafu;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(S202210764016,S202210764014) 新疆伊犁科技计划项目(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：2025年第54卷第1期

页      码：85-94页

摘      要：基于密度泛函理论对P—O配位四面体与Y、Ba、Pb和Bi构成的Ba3(PO_(4))2、Pb3(PO_(4))2、BiPO_(4)和YPO_(4)的几何结构、电子结构、光学性质进行系统探究。研究表明,通过金属原子替换可以改变化合物结构框架,从而调节其带隙及光学性能,为设计综合性能优异的材料提供了一条有效途径。Ba3(PO_(4))2、Pb3(PO_(4))2、BiPO_(4)和YPO_(4)均为间接带隙化合物且都具有较宽的带隙,带隙依序为5.188、3.879、3.870和4.886 eV;由Mulliken布居分析可知Ba、Pb、Bi和Y与O键合形成O—X(X=Ba、Pb、Bi和Y)键,其键长相近并呈现较强离子键性质。四种化合物的导带底为金属阳离子的最外层轨道所占据,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。Ba3(PO_(4))2、Pb3(PO_(4))2、BiPO_(4)和YPO_(4)四种晶体的双折射率分别为0.0037、0.0270、0.0590和0.1490,其中BiPO_(4)和YPO_(4)的双折射率和各向异性在四种体系中较大,这是因为不同阳离子导致不对称的晶体结构框架产生。

主 题 词：磷酸盐晶体 第一性原理 电子结构 双折射率 带隙 

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

D　O　I：10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2024.0190

馆 藏 号：203156704...