第一性原理計算探索沖擊壓縮下Al-,2-O-,3-電學、光學性質變化和MgO電學性質變化的機理.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、沖擊壓縮實驗觀察到Al2O3在131.2Gpa壓力附近出現了電導率突增陽光學透明性下降的實驗現象,以及MgO電導率在90Gpa附近的突增的反?,F象。為了給這些現象以合理的解釋,本文運用第一性原理方法,結合CASTEP軟件,模擬了壓力下空位對Al2O3和MgO電子能帶結構和光學吸收性質的影響,以此探索沖擊壓縮下Al2O3和MgO光學和電學性質變化的機理。 本部分的主要工作和結果和結論如下: 一:基于密度泛函理論,計算了空位

2、(V00、V0+1、V0+2、VA10、VA1-1、VA1-2)和氧間隙原子在不同情況下(同一壓力,不同類型空位;同一類型空位,不同空位濃度)對Al2O3電子能帶結構和光學性質的影響。 由分析得出的結論是: 1,V0+2價氧空位可能是導致實驗所觀測到的藍寶石光學透明性在130-172GPa范圍內降低起因。 2,在131.2GPa壓力下,隨著+2價氧空位濃度的升高,會出現Al2O3的電導率逐漸升高和光學吸收邊藍移的

3、現象。 3,含間隙中性氧原子模型結構不穩(wěn)定,氧、鋁間隙原子在高溫壓條件下很難在材料內部保持。 4,推測在一定條件下空位濃度的聚集也有可能是引起Al2O3電導率增加的原因。 二:計算了MgO理想晶體在105GPa壓力范圍內的電子能帶結構,和90GPa壓力下氧空位對MgO能帶結構的影響。結果表明: 1,壓力增加引起能隙的降低,不能解釋實驗上觀測到的氧化鎂電導率在90Gpa附近突增的現象; 2,中性氧空

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