钙钛矿结构的能带计算

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1、摘要本文主要论述了能带结构的计算方法，并应用MaterialStudio中的CASTEP模块对掺杂了Mg、Cr等元素的SrTi03氧敏材料的能带结构进行了模拟运算。CASTEP是基于量子力学的一个特定模块，它使用量子化学计算第一性原理的密度泛函理论(DFT)来研究半导体、陶瓷、金属、矿物、沸石等材料的性质。使用MaterialStudio及CASTEP提供的工具，我们首先可以在SrTi03的3D晶体结构中对其进行掺杂，并对掺杂后的结构进行几何优化，使其体系的总能量降到最低，再用计算工具计算其能带结构，然后对计算的结

2、果进行分析，最后得到能带结构图和分波态密度图。对最后得出的能带结构图和分波态密度图进行分析，可以得出掺杂的元素对于SrTi03材料电导率的影响。结果分析表明，在常温下，Mg元素的掺杂能明显降低SrTi03材料的电导率，而过量的掺杂又可使电导率升高。而Cr元素的适量掺杂可明显降低SrTi03材料的电导率。将得到的结论与试验得到的数据进行比较，基本符合试验事实。因此证明计算结果准确度较高，可信度较好。关键词：SrTi03材料设计能带结构计算机模拟ABSTRACT3Thisdissertationmainlydiscus

3、sesthemethodofusingthemoduleCASTEPfromthesoft-wareMaterialStudiotocalculatethebandstructureofSrTi03materialdopingwithMg．CASTEPisastateoftheartquantummechanicsbasedprogramdesignedspecificallyforsolidstatematerialsscience．CASTEPemploystheDensityFunctionalTheoryO

4、)FT)plane-wavepseudopotentialmethodwhichallowsyoutoperformfirst—principlesquantummechanicscalculationsthatexploresthepropertiesofcrystalsandsurfacesinmaterialssuchassemiconductors，ceramics，metals，mineralsandzeolites．EmployingthemethodthatprovidedbyCASTEPCanmak

5、eUSexpedientlydopethematerialinthe3Dmodel，optimizethecurrentlyavailablestructureandfinallymakeuseofthecalculationtoolstoobtainthegraphsofbandstructureanddensityofstates．Weacxluiretheinfluenceofthedopingelementsaftercomparingthegraphs．Theresultsshowsthatunderth

6、enormaltemperaturetheeonducfivityoftheSrTi03materialdopingwithMgisobviouslylower,butitwiUbeelevatedwithsuperfluousdoping．Comparingtheconclusionwiththeexperimentdata，itfitforthetruth．SoitprovesthatthenicetyandthereliabilityoftheresultisSOgood．Keywords：SrTiOaMat

7、erialdesignBandstructureComputersimulation西安电子科技大学学位论文独创性(或创新-胜)声明秉承学校严谨的学分和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电予科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实

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