Pb(Zr0.4Ti0.6)O3电子结构的第一性原理研究

Pb(Zr0.4Ti0.6)O3电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的赝势平面波方法计算了Pb(Zr0.4Ti0.6)03五层超晶胞的顺电相和铁电相的电子结构.由态密度、电子密度和能带结构的计算结果发现顺电相下钛氧八面体Ti-O6和锆氧八面体Zr-O6在铁电相中分裂为由1个O1离子和4个O2离子组成的金字塔结构Ti-O5和Zr-O5;与顺电相相比,铁电相中钛离子的3d电子和氧离子的2p电子存在更强的轨道杂化,这种杂化降低了离子间的短程排斥力,使得具有铁电性的四方结构更为稳定,而且钛离子与氧离子的相互作用对于铁电相Pb(Zr0.4Ti0.6)O3沿c轴自发极化的贡献大于锆离子与氧离子的相互作用;由电子密度的分布可推断立方结构的Pb-O键呈现离子键特征,而铁电相下Pb-O键则有较大的共价成分,铅离子与氧离子的这种轨道杂化对Pb(Zr0.4Ti0.6)O3的铁电性起重要作用.所得结果对深入理解Pb(Zr0.4Ti0.6)O3铁电性的微观机理具有参考价值.

作 者： 赵庆勋 王书彪 关丽 刘保亭 ZHAO Qing-xun WANG Shu-biao GUAN Li LIU Bao-ting   作者单位： 河北大学物理科学与技术学院,保定,071002  刊 名： 原子与分子物理学报  ISTIC PKU 英文刊名： JOURNAL OF ATOMIC AND MOLECULAR PHYSICS  年，卷(期)： 2007 24(5)  分类号： O482.4  关键词： 铁电体   Pb(Zr0.4Ti0.6)O3   电子结构   第一性原理  

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