凝聚态物理 > 材料科学
[提交于 2024年12月27日
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标题: (Zn, Co)共掺杂BaTiO3的理论研究用于先进的能源和光子应用
标题: Theoretical Investigation of (Zn, Co) co-Doped BaTiO3 for Advanced Energy and Photonic Applications
摘要: 鉴于能源技术的最新进展,迫切需要具有显著铁电和光电性能的无铅钛酸钡(BTO)基材料。 尽管实验上取得了显著进展,但从电子和原子角度的理论理解仍然模糊。 本研究采用广义梯度近似平面波赝势技术,基于密度泛函理论研究(Zn,Co)共掺杂BaTiO3(BZCT)的结构、电子、铁电和光学性能。 目的是确定(Zn,Co)共掺杂对钛酸钡性能增强的程度及其潜在机制。 我们的研究结果表明,将(Zn,Co)引入BaTiO3晶格显著增强了晶胞的四角性。 此外,铁电性能得到增强,自发极化强度高于纯BTO中的观察值,表现出优异的铁电性。 Hubbard+U算法的结果表明,BZCT的带隙减小。 同时,增强的铁电极化增加了材料的内建电场,有助于光生载流子的分离并提高光学吸收。 因此,光学吸收能力和光折变能力得到有效增强。 BZCT具有高自发极化和优异的光学性能,在能量存储和光伏领域可能成为有前景的候选材料。
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