第一性原理铽掺杂钙钛矿型钆铝酸盐的电子结构计算
来源期刊：材料导报2016年第S1期
论文作者：罗岚 熊志华 周耐根
文章页码：149 - 152
关键词：第一性原理;钙钛矿型钆铝酸盐;铽;电子结构;
摘 要：基于局域密度近似（LSDA,Local spin-density approximation）和有效库仑相关能（U approach）,采用第一性原理计算软件VASP,计算了钙钛矿型钆铝酸盐（GdAlO3,GAP）电子结构,并研究了铽离子（Tb3+）掺杂后（GdAlO3∶Tb,GAP∶Tb）对能带带隙（Eg,Energy of gap）的影响。计算结果表明:GAP为直接带隙半导体,带隙宽度主要由价带（VB,Valence band）顶部的O-2p和导带（CB,conduction band）底部Al-3（s+p）、Gd-（s+d）（p）决定,Eg值为4.8eV;随着Tb3+的掺入,当掺入量为1/4原子比时（GAP∶Tb0.25）出现杂质能级,为3eV、2.3eV,分别对应Tb3+的5 D3-7FJ（J=3,4,5,6）电子跃迁和5 D4-7FJ（J=3,4,5,6）电子跃迁。当掺入量为1/16时（GAP∶Tb0.0625）,仅杂质能级2.3eV较为明显,这一计算结果与GAP∶Tb0.7荧光粉在紫外激发下绿色荧光发射明显这一实验现象相符合（荧光发射主峰对应5 D4→7F5（544nm））。
罗岚1,2，熊志华3，周耐根1
1. 南昌大学材料科学与工程学院2. 中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室3. 江西科技师范学院江西省光电子与通信重点实验室
摘 要：基于局域密度近似（LSDA,Local spin-density approximation）和有效库仑相关能（U approach）,采用第一性原理计算软件VASP,计算了钙钛矿型钆铝酸盐（GdAlO3,GAP）电子结构,并研究了铽离子（Tb3+）掺杂后（GdAlO3∶Tb,GAP∶Tb）对能带带隙（Eg,Energy of gap）的影响。计算结果表明:GAP为直接带隙半导体,带隙宽度主要由价带（VB,Valence band）顶部的O-2p和导带（CB,conduction band）底部Al-3（s+p）、Gd-（s+d）（p）决定,Eg值为4.8eV;随着Tb3+的掺入,当掺入量为1/4原子比时（GAP∶Tb0.25）出现杂质能级,为3eV、2.3eV,分别对应Tb3+的5 D3-7FJ（J=3,4,5,6）电子跃迁和5 D4-7FJ（J=3,4,5,6）电子跃迁。当掺入量为1/16时（GAP∶Tb0.0625）,仅杂质能级2.3eV较为明显,这一计算结果与GAP∶Tb0.7荧光粉在紫外激发下绿色荧光发射明显这一实验现象相符合（荧光发射主峰对应5 D4→7F5（544nm））。
关键词：第一性原理;钙钛矿型钆铝酸盐;铽;电子结构;
