Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu tính chất điện tử của Perovskite Bismuth Titanate pha tạp kim loại kiềm

Đề tài tiến hành nghiên cứu tính toán cấu trúc và sự ổn định pha của vật liệu sắt điện Perovskite Bismuth Titanate nguyên thủy. Nghiên cứu ảnh hưởng của của sự pha tạp kim loại kiềm(Li, K, Na, Rb, Cs, Fr)lên tính chất điện tử của vật liệu Perovskite Bismuth titanate. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu tính chất điện tử của Perovskite Bismuth Titanate pha tạp kim loại kiềm ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---------------- NGUYỄN THỊ THU THẢONGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ĐIỆN TỬ CỦA PEROVSKITE BISMUTH TITANATE PHA TẠP KIM LOẠI KIỀM nguye LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà nội - 2017 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---------------- NGUYỄN THỊ THU THẢONGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ĐIỆN TỬ CỦA PEROVSKITE BISMUTH TITANATE PHA TẠP KIM nguye LOẠI KIỀM Chuyên ngành: Vật lý chất rắn Mã số:60.44.01.04 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌCNgười hướng dẫn khoa học:GS. TS. BẠCH THÀNH CÔNG Hà nội - 2017 LỜI CẢM ƠN Trước tiên, Em xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc nhất tới GS. TS.Bạch Thành Công, người thầy đã hướng dẫn, chỉ bảo và tạo mọi điều kiện thuận lợi đểem hoàn thành tốt luận văn này. Em xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ, động viên quý báu từ các thầy cô trongkhoa Vật lí, Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên - ĐHQGHN, đặc biệt là các thầycô trong Bộ môn Vật lí Chất rắn đã dạy cho em những kiến thức khoa học vô cùngquý báu trong suốt thời gian học tập tại Bộ môn. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô, anh chị và các bạn làm việc tạiPTN Tính toán trong Khoa học Vật liệu đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi trong suốtquá trình học tập và nghiên cứu. Cảm ơn đề tài NAFOSTED 103.01-2015.92 đã hỗ trợđể tôi tham gia nghiên cứu và thực hiện luận văn này.Xin cảm ơn TS.Nguyễn HoàngLinh đã chỉ bảo và giúp đỡ tận tình trong giai đoạn đầu làm luận văn. Cuối cùng, Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới các thành viên trong gia đình,đặc biệt là Bố, Mẹ và Chồng đã luôn ở bên động viên, giúp đỡ, chia sẻ trong suốtquá trình học tập và làm luận văn. Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày 28 tháng 11 năm 2017 Tác giả Nguyễn Thị Thu Thảo DANH MỤC BẢNG BIỂUBảng 2.1: Các phiếm hàm GGA trong Dmol3 .............................................................. 22Bảng 3.1: Các mô hình tính toán cấu trúc và sự ổn định pha của Bi4Ti3O12nguyênthủy….. .......................................................................................................................... 26Bảng 3.2: So sánh các thông số của các mô hình Bi4Ti3O12 sau khi đã tối ưu hóahình học ......................................................................................................................... 30Bảng 3.3:Sự phụ thuộc của khe năng lượng (eV) vào việc pha tạp các kim loại kiềm 38Bảng 3.4:Một số thông tin hóa học cơ bản của Bi và các kim loại kiềm ..................... 38Bảng 3.5:Phân bố điện tích nguyên tử Mulliken của (Bi0.5M0.5)4Ti3O12 ...................... 41 DANH MỤC HÌNH VẼHình 1.1:Cấu trúc Sillenite của Bi12TiO20 và Perovskite của Bi4Ti3O12 ...................... .3Hình 1.2:Các cấu trúc Perovskite của Bi4Ti3O12 .......................................................... .5Hình 3.1: Mô hình chuyển đổi từ nhóm B1a1 sang P1n1 .......................................... . 27Hình 3.2: Cấu hình hình học đã tối ưu của các mô hình M1, M2 và M3 .................... 28Hình 3.3: Năng lượng theo các bước tối ưu hóa của các mô hình M1, M2 và M3 ..... 29Hình 3.4:(a) Mô hình phân loại và vị trí các nguyên tử, (b) Cấu trúc hình học củaM2, (c) Cấu trúc hình học của M3 ................................................................................ 31Hình 3.5: Cấu trúc vùng năng lượng và mật độ trạng thái tương ứng của Bi4Ti3O12nguyên thủy ................................................................................................................... 34Hình 3.6: Cấu trúc vùng năng lượng và mật độ trạng thái của (Bi0.5Li0.5)4 Ti3O12 ...... 35Hình 3.7: Cấu trúc vùng năng lượng và mật độ trạng thái của (Bi0.5Na0.5)4 Ti3O12 ..... 35Hình 3.8: Cấu trúc vùng năng lượng và mật độ trạng thái của (Bi0.5K0.5)4 Ti3O12....... 36Hình 3.9: Cấu trúc vùng năng lượng và mật độ trạng thái của (Bi0.5Rb0.5)4 Ti3O12 ..... 36Hình 3.10: Cấu trúc vùng năng lượng và mật độ trạng thái của (Bi0.5Cs0.5)4 Ti3O12 ... 37Hình 3.11: Cấu trúc vùng năng lượng và mật độ trạng thái của (Bi0.5Fr0.5)4 Ti3O12 .... 37Hình 3.12:: Cấu trúc hình học của Bi4Ti3O12 nguyên thủy và pha tạp kim loại kiềmdạng (Bi0.5M0.5)4 Ti3O12 ................................................................................................. 39Hình 3.13: Phân bố điện tích nguyên tử Mulliken của ion dươngcủa (Bi0.5M0.5)4Ti3O12 .................................................................................................... 39Hình 3.14: Phân bố điện tích nguyên tử Mulliken của ion âmcủa (Bi0.5M0.5)4Ti3O12 .................................................................................................... 39 DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮTDFT: Density functional theoryDOS: Density of statesGGA: Generalize gradient approximationLDA: Local density approximationLSDA: Local spin density approximationPBE: The exchange correlation functional of Perdew, Burke and ErnzerhofBTO: Bi4Ti3O12NvFRAM: Nonvolatile Ferroelectric Random Access Memory MỤC LỤCMỞ ĐẦU ........................................................................................................................................... 1CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ...