First-principles study on the electronic structures and optical properties of Mg-doped KDP crystal

材料科学 带隙 兴奋剂 电介质 Crystal(编程语言) 原子轨道 密度泛函理论 电子结构 电子能带结构 吸收光谱法 晶体结构 凝聚态物理 分子物理学 分析化学(期刊) 结晶学 光学 电子 光电子学 计算化学 化学 物理 量子力学 色谱法 计算机科学 程序设计语言
作者
Jiachen Zhu,Tingyu Liu,Hao Hu,Longfeng Zhao
出处
期刊:Materials Science in Semiconductor Processing [Elsevier BV]
卷期号:170: 107972-107972 被引量:13
标识
DOI:10.1016/j.mssp.2023.107972
摘要

First-principles method was employed to study the defect formation energy, electronic structure, and optical properties of Potassium Dihydrogen Phosphate (KDP) crystals doped with Mg in both paraelectric phase (PE-KDP) and ferroelectric phase (FE-KDP). Additionally, we employed the HSE hybrid density functional to address the issue of “band gap” and utilized the finite size correction-finite volume (FNV) method to rectify defect formation energies. Due to hybridization of Mg-3s orbitals with O-2p orbitals, a defect energy level is created at the conduction band minimum (CBM), resulting in the band gap of Mg-doped KDP crystals being smaller than that of perfect crystals. Moreover, the incorporation of Mg leads to significant lattice distortions and alters bond lengths, particularly the O–Mg bonds, which are stretched by 0.65–0.77 Å. The optical spectra also have been obtained under the consideration of electron-phonon coupling. The absorption peak locates at 4.37 eV (284 nm) in PE-KDP. The absorption peak locates at 4.66 eV (266 nm) in FE-KDP. Moreover, the significant Stokes shifts (3.67 eV and 2.9 eV) observed in Mg-doped KDP crystals were attributed to lattice relaxation energy and distortions induced by the substitution. The calculated results indicate that the quality of the KDP crystals may be reduce by introducing Mg-impurities. The work provides valuable insights into the optical characteristics of Mg-doped KDP crystals and their potential applications in laser technology.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
andre完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
Hygge完成签到,获得积分10
5秒前
行悟完成签到 ,获得积分10
6秒前
不死鸟发布了新的文献求助10
7秒前
杨雄完成签到,获得积分10
8秒前
繁荣的从露完成签到,获得积分10
8秒前
炳灿完成签到 ,获得积分10
9秒前
搜集达人应助疾风采纳,获得10
11秒前
望向天空的鱼完成签到 ,获得积分10
12秒前
岁月无痕zxx完成签到,获得积分10
13秒前
欧耶耶完成签到 ,获得积分10
14秒前
asdfgjjul完成签到 ,获得积分10
17秒前
Bingo完成签到,获得积分10
18秒前
22秒前
LYH完成签到,获得积分10
23秒前
江11111完成签到,获得积分10
26秒前
智者雨人完成签到 ,获得积分10
26秒前
可爱的函函应助自觉水绿采纳,获得10
28秒前
leo完成签到,获得积分10
30秒前
无私的亦巧完成签到,获得积分10
30秒前
33秒前
YT完成签到,获得积分10
35秒前
幸世完成签到 ,获得积分10
36秒前
无情白羊完成签到,获得积分10
37秒前
39秒前
Lny发布了新的文献求助10
41秒前
排骨大王完成签到 ,获得积分10
44秒前
长情的向真完成签到 ,获得积分10
44秒前
Zh完成签到,获得积分10
47秒前
47秒前
林北bei完成签到,获得积分10
48秒前
灵巧的青寒完成签到,获得积分10
48秒前
李健应助gjww采纳,获得10
50秒前
hxy90发布了新的文献求助10
50秒前
allover完成签到,获得积分10
51秒前
qw完成签到,获得积分10
51秒前
大力怀亦完成签到,获得积分10
54秒前
香菜张完成签到,获得积分10
55秒前
wenbo完成签到,获得积分0
55秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
Understanding Acculturation: The Process of Cultural Adjustment as Applied to International Migration 700
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 590
Évora na Idade Média 555
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7370883
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8978490
关于积分的说明 19087561
捐赠科研通 7012975
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3224993
关于科研通互助平台的介绍 2388627
邀请新用户注册赠送积分活动 2205666