铋层状共生结构铁电体Bi7Ti4NbO21的第一性原理计算

摘要： 铋层状共生结构铁电体Bi7Ti4NbO21具有天然的超晶格结构。采用基于密度泛函(DFT)的第一性原理计算对Bi7Ti4NbO21及其相关化合物进行了研究。计算得到Bi7Ti4NbO21的生成焓为-56.21 eV, 带隙为0.796?eV, 而对于组成单元Bi3TiNbO9和Bi4Ti3O12, 生成焓分别为-30.72和-43.32 eV, 带隙分别为2.535和2.436 eV。分析表明, 共生结构Bi7Ti4NbO21相对于同组分的组成单元处于热力学亚稳态, 其钙钛矿层是电子电导的主要影响因素, 带隙相对于组成单元减小也是源于钙钛矿层的导带底的下移。