铝酸钇晶体光学性质和热力学性质的第一性原理研究

孟帅; 李坤; 秦振兴; 张宇飞; 马柯榕; 宫长伟; 杨雯

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铝酸钇(YAlO_(3),YAP)材料的光学和热力学性能优异,在固体激光、发光显示等领域显现出巨大的应用前景。本工作采用基于密度泛函理论的第一性原理研究,计算了YAP晶体的电子结构、光学和热力学性质。结果表明,YAP属于宽禁带绝缘体材料,价带主要是由O的2p电子态贡献,导带基本上是由Y的4d电子态确定,较宽的带隙为众多激活离子的掺杂提供了可能,有利于设计不同材料组成的发光体系,光学性质计算得到了YAP晶体三个不同方向上的介电函数谱、吸收谱、反射谱、折射率谱和能量损失谱,表明YAP材料的光学性质具有各向异性、定向可控的特点,通过对YAP材料声子色散谱的计算,确定了德拜温度随热力学温度的变化规律,在46 K时出现了德拜温度的极小值特征点571 K,处于高温极限时YAP的德拜温度稳定在830 K,证实了自由能、熵、焓、热容等热力学基本参数的温度依赖性。本工作从原子尺度分析了YAP材料的光学性质和热力学性质,为材料的性能研究,特别是YAP材料在低温下的应用提供了基础数据支持。

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来源
《材料导报》 |2023年第10期|79-83|共5页
作者
孟帅; 李坤; 秦振兴; 张宇飞; 马柯榕; 宫长伟; 杨雯;
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作者单位

太原科技大学应用科学学院;

太原科技大学材料科学与工程学院;

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正文语种 chi
中图分类凝聚态物理学;
关键词
第一性原理; 电子结构; 光学性质; 热力学; 铝酸钇(YAP);

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