in掺杂钛酸锶电子结构一性原理研究分析

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1、个人收集整理仅供参考学习伊犁师范学院物理科学与技术学院2013届本科毕业论文(设计)论文题目：In掺杂SrTiO3电子结构地第一性原理研究作者姓名：尹伟班级：09-2B班专业：物理学学号：09070201104指导教师：黄以能教授张丽丽助教完成时间：2013年5月25日物理科学与技术学院二〇一三年五月In掺杂SrTiO3电子结构地第一性原理研究内容摘要本文应用第一性原理计算软件MaterialStudio6.0中CASTEP模块，研究了In掺杂SrTiO3电子结构性质，得到了优化后地体系结构参数能带结构和电子态密度.对

2、于In掺杂SrTiO3能带结构地计算表明，纯净地SrTiO3是绝缘体，In替换Ti掺杂后掺杂前费米能级处于价带顶，掺杂后费米能级进入价带中,说明In掺杂后地SrTiO3由绝缘性变为可导电性.同时通过对态密度图进行分析可知，In替换Ti掺杂SrTiO3后，原SrTiO3地Ti-O八面体结构被破坏.b5E2RGbCAP关键词:SrTiO3第一性原理能带结构14/18个人收集整理仅供参考学习IndopingSrTiO3First-principlesStudyoftheElectronicStructurep1EanqFDP

3、wAbstractUsingfirstprinciplescalculationsoftwareMaterialsStudio6.0CASTEPmodule,studiedInSrTiO3dopedelectronicstructureproperties,bandstructuregottheoptimizedstructureparametersandelectronicdensityofstates.FordopingInSrTiO3bandstructurecalculationshowthatthepureS

4、rTiO3isaninsulator,InreplacementofTidopedafterdopingbeforeFermilevelInthevalenceband,Fermilevelintothevalencebandafterdoping,instructionsInSrTiO3dopedafterbyinsulationintoelectricalconductivity.Atthesametime,throughtheanalysisofstatedensitydiagram,thereplacement

5、ofTidopedInSrTiO3,originalSrTiO3Ti-Ooctahedralstructurewasdestroyed.DXDiTa9E3dKeywords：SrTiO3firstprinciplesBandStructure目录1、引言1RTCrpUDGiT1.1钙钛矿材料概述15PCzVD7HxA1.2钛酸锶地物理特性及研究现状1jLBHrnAILg2、研究目地与方法2xHAQX74J0X2.1第一性原理2LDAYtRyKfE2.2密度泛函理论2Zzz6ZB2Ltk2.2.1多粒子体系地薛定谔方程3

6、dvzfvkwMI12.2.2绝热近似3rqyn14ZNXI2.2.3Hohenberg-Kohn定理3EmxvxOtOco2.2.4Kohn-Sham方程4SixE2yXPq52.2.5交换关联泛函46ewMyirQFL2.3应用密度泛函计算晶体物理性质地过程5kavU42VRUs14/18个人收集整理仅供参考学习2.4软件介绍（CASTEP）6y6v3ALoS893、能带结构和态密度分析地一般方法7M2ub6vSTnP4、计算与分析90YujCfmUCw4.1建立模型9eUts8ZQVRd4.2几何优化和能带结构1

7、0sQsAEJkW5T4.3态密度11GMsIasNXkA5、结论12TIrRGchYzg参考文献137EqZcWLZNX致谢14lzq7IGf02E14/18个人收集整理仅供参考学习1、引言铁电体材料具有压电、电光、声光、和非线性光学等效应.钙钛矿型铁电体是一类非常重要地铁电材料，也是人们研究最广地一类铁电材料，本文所研究地钛酸锶(SrTiO3)也属于钙钛矿材料.从20世纪40年代，有关铁电体地研究就已经开展起来，早期地理论研究模型有朗道理，赝自旋模型和晶格动力模型等，长期以来，人们从实验和理论两个方面对铁电体材料进

8、行了大量研究.20世纪90年代，第一性原理计算方法成为了钙钛矿地一种常规方法.zvpgeqJ1hk1.1钙钛矿材料概述钙钛矿型铁电体地通式为ABO3，A是一价或是二价阳离子，可以是碱土金属或是稀土元素，其配位数为12[1]，B对应着五价或是四价过渡金属阳离子，其配位数为6[1].最典型地例子就是SrTiO3和BaTiO3.在足够高