金红石型二氧化钒的电子结构及光电性质的计算

计算物理 ›› 2008, Vol. 25 ›› Issue (3): 365-372.

金红石型二氧化钒的电子结构及光电性质的计算

宋婷婷, 何捷, 孟庆凯, 孙鹏, 张雷, 林理彬

四川大学物理系辐射物理及技术教育部重点实验室, 四川成都 610064

收稿日期:2007-01-26 修回日期:2007-06-27 出版日期:2008-05-25 发布日期:2008-05-25
作者简介:宋婷婷(1983-),女,四川成都,硕士生,从事固体材料计算研究.
基金资助:
国家自然科学基金(10475058)资助项目

Electronic Structure and Photoelectric Properties of Rutile VO₂

SONG Tingting, HE Jie, MENG Qingkai, SUN Peng, ZHANG Lei, LIN Libin

Key Laboratory for Radiation Physics and Technology of Ministry of Education, Department of Physics, Sichuan University, Chengdu 610064, China

Received:2007-01-26 Revised:2007-06-27 Online:2008-05-25 Published:2008-05-25

摘要/Abstract

摘要： 采用原子簇嵌入模式的电荷自洽离散变分法(SCC-DV-Xα-ECM),对金红石型二氧化钒(VO₂)的电子结构、介电常数、吸收系数、折射率、电导率等光电性质进行计算.得到O的2p能态与V的3d能态杂化形成一个宽带,费米能级在此带内上部.在费米能级下的能级上都占据有电子,此带中有大量电子都可参与导电,因此金红石型VO₂呈现金属性质.介电常数虚部随入射光频率的变化,反映了在0.8 eV能量附近,电子激发以带内跃迁为主,在5~7 eV能量范围,电子激发以带间跃迁为主.折射率和消光系数与已报道的实验结果符合得比较好.并将所得结果与CASTEP软件计算结果对比及分析讨论.

关键词: VO₂, SCC-DV-Xα-ECM, 电子结构, 光电性质

Abstract: Electronic structure and photoelectrical properties of VO₂, such as dielectric constant, absorption constant, refractive index, and conductance are studied with SCC-DV-Xα-ECM method. A broad band, in the upper part of which Fermi energy level is located, is formed by combination of 2p energy band of O and 3d energy band of V. VO₂ exhibits metal characteristics. The peak around 0.8 eV is dominated by electronic intraband transition and the peak between 5~7 eV is mainly dominated by electronic band-to-band transition. The refractive index and extinction coefficients calculated consist with experimental results.

Key words: V0₂, SCC-DV-Xα-ECM, electronic structure, photoelectric properties

中图分类号:

宋婷婷, 何捷, 孟庆凯, 孙鹏, 张雷, 林理彬. 金红石型二氧化钒的电子结构及光电性质的计算[J]. 计算物理, 2008, 25(3): 365-372.

SONG Tingting, HE Jie, MENG Qingkai, SUN Peng, ZHANG Lei, LIN Libin. Electronic Structure and Photoelectric Properties of Rutile VO₂[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2008, 25(3): 365-372.

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