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金属（Cu，Ag，Au）掺杂MgF_2的电子结构及光学特性

作　者: 张治宇
导　师: 韩培德
学　校: 太原理工大学
专　业: 材料物理化学
关键词: 密度泛函理论 电子结构 光学特性 金属 掺杂 MgF2
分类号: TG111.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 45次
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内容摘要


MgF2有着折射率低(n=1.38),能隙宽(Eg=10.08eV),可见及近红外波段吸收率低,热稳定性好等优异性能,在各种光学薄膜与金属陶瓷薄膜的设计开发中有着广泛的应用。由于薄膜与基体之间不可避免会产生元素间的相互作用,这可能会影响其微观结构以及相关性能,所以开展薄膜中掺杂的研究具有重要的意义。由于实验研究很难得出结论,原子层次的计算模拟就显得尤为重要。本文采用第一性原理平面波超软赝势方法,研究了Cu, Ag, Au掺杂MgF2后对体系的影响,主要研究内容如下：(1)使用密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势法,计算了纯的MgF2晶体和掺杂不同含量Cu的MgF2晶体的结构、电学性质以及光学性质。结果表明,Cu的掺入导致MgF2晶体禁带宽度逐渐变窄,并且Cu掺杂使得MgF2晶体折射率和吸收峰增加,特别是在4eV附近区域出现了吸收峰。同时也给出了引起体系性质变化的物理机制,在光电化学方面有潜在的应用价值。(2)使用密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波超软赝势法,计。算了纯的MgF2晶体和掺杂不同含量Ag、 Au的MgF2晶体的结构、电学性质以及光学性质。结果表明,Ag、 Au的掺入导致MgF2晶体禁带宽度逐渐变窄,并且Ag、Au掺杂使得MgF2晶体折射率和吸收峰增加,但是在4eV处并没有像Cu掺杂一样出现新的吸收峰。

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属学（物理冶金） > 金属物理学 > 金属的电子理论
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