Nghiên cứu tính chất điện tử của Perovskite Bismuth Titanate pha tạp kim loại kiềm

• Main Author: Nguyễn, Thị Thu Thảo
• Other Authors: Bạch, Thành Công
• Format: Theses and Dissertations
• Language: Vietnamese
• Published: H: Đại học Khoa học tự nhiên 2018
• Subjects: Vật lý; Trạng thái rắn; Chất rắn; Điện tử học vật rắn
• Online Access: http://repository.vnu.edu.vn/handle/VNU_123/62679
• Institution: Vietnam National University, Hanoi

Luận văn này tiến hành nghiên cứu tính toán cấu trúc và sự ổn định pha của vật liệu sắt điện Perovskite Bi4Ti3O12 nguyên thủy và tính chất điện tử của Perovskite Bismuth titanate pha tạp kim loại kiềm (Li, K, Na, Rb, Cs, Fr). Phương pháp nghiên cứu là tính toán lý thuyết sử dụng lý thuyết phiếm hàm mật độ (DFT) có trong chương trình tính toán Material Studio/Dmol3 Các nghiên cứu tính toán về cấu trúc và sự ổn định pha đã chỉ ra rằng, ở nhiệt độ thấp, Bi4Ti3O12 có thể tồn tại ở cả 2 pha là Monoclinic (nhóm đối xứng B2cb) và Orthohorbic (nhóm đối xứng B1a1) với cấu trúc hình học khá giống nhau. Pha B1a1 có tính đối xứng thấp hơn pha B2cb. Đồng thời, pha B1a1 có năng lượng thấp hơn nên bền vững hơn. Tuy nhiên giá trị chênh lệch năng lượng là rất nhỏ chỉ ~ 0.04904eV trên 1 nhóm (Bi4Ti3O12) gồm 19 nguyên tử. Kết quả này góp phần giải thích vì sao các nghiên cứu thực nghiệm trước đây cho rằng ở nhiệt độ thấp Bi4Ti3O12 có thể tồn tại ở cả 2 pha B2cb và B1a1. Các kết quả tính toán cấu trúc vùng năng lượng và mật độ trạng thái của Perovskite Bismuth Titanate pha tạp các kim loại kiềm Li, Na, K, Rb, Cs, và Fr chỉ ra rằng mật độ trạng thái tổng cộng chỉ thay đổi ở quanh mức Fermi. Khe năng lượng có xu hướng mở rộng khi pha tạp các kim loại kiềm có số khối tăng lên. Mật độ điện tử, phân bố điện tích, độ dài và góc liên kết của các nguyên tử xung quanh vị trí pha tạp đã được phân tích chi tiết để làm rõ vai trò của chất pha tạp ảnh hưởng như thế nào đến tính chất điện tử của Perovskite Bismuth Titanate.