元素(M=Fe,Mn)掺杂立方相BaTiO_(3)性能的第一性原理研究

作     者：徐良玉 龙敏 黄福祥 邓鸿元 陈剑 XU Liangyu;LONG Min;HUANG Fuxiang;DENG Hongyuan;CHEN Jian

作者机构：重庆理工大学材料科学与工程学院重庆400054 

出 版 物：《重庆理工大学学报（自然科学）》 (Journal of Chongqing University of Technology：Natural Science)

年 卷 期：2023年第37卷第5期

页      面：135-141页

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：重庆理工大学研究生创新基金项目(clgycx2020307)。 

主　　题：BaTiO_(3) 掺杂 第一性原理 介电函数 磁性 

摘      要：根据密度泛函理论框架下的第一性原理方法,计算了元素(M=Fe,Mn)掺杂立方相BaTiO_(3)(BaFe_(x)Ti_(1-x)O_(3)、BaMn_(x)Ti_(1-x)O_(3),x为0、1/8、1/4、3/8、1/2)的晶体结构、电子结构、磁矩、介电函数。计算结果表明:当x为1/8时,BaTiO_(3)的晶体结构仍然保持为立方相;当x大于1/8时,BaTiO_(3)的晶体结构转变为四方铁电相。掺杂元素Fe、Mn使BaTiO_(3)获得了较大的磁性,总磁矩主要来源于Fe、Mn离子局域磁矩的贡献。随着元素掺杂量的增大,BaTiO_(3)的磁性增强。对比掺杂前后静态介电常数发现,掺杂元素Fe、Mn使BaTiO_(3)静态介电常数改变较大,且远大于掺杂前,因此,Fe与Mn更容易使BaTiO_(3)获得高介电常数。