蓝宝石在高压下光学性质及能带结构的从头算模拟  

Ab initio study on optical transparency and band structure under high pressure for sapphire

作　　者：代雪峰[1] 唐宁[2] 姬广富[3] 

机构地区：[1]东北大学理学院物理系,沈阳110004 [2]中国电子科技集团第四十七研究所,沈阳110032 [3]中国工程物理研究院流体物理研究所,冲击波物理与爆轰物理重点实验室,绵阳621900

出　　处：《原子与分子物理学报》2010年第6期1189-1192,共4页Journal of Atomic and Molecular Physics

基　　金：绿色化学合成技术国家重点实验室培育基地开放研究基金(GCTKF2010017)

摘　　要：采用量子力学从头算和赝势平面波基组以及GGA-PBE交换相关函数对蓝宝石(α-Al_2O_3)窗口材料在0～1000 GPa静水压力作用下光学性质及能带结构进行了研究.结果表明,在静水压力作用下可以观察到蓝宝石一直保持良好的透明性,前沿带隙随着压力的增大先变大后变小,而且部分键长有明显变化,即蓝宝石单晶结构在加压过程中发生了原子位置移动而进行了位置重构.Optic transparency and band structure of the window materials （sapphire Al2O3） was calculated under pressure up to 1000 GPa with ab initio plane wave pseudo-potential non-local general gradient approximation method （GGA-PBE）. Results show that, the sapphire keeps transparency at hydrostatic pressure. The frontier band gaps of sapphire are increasing and then decreasing later with the hydrostatic pressure increasing, and there are some significant changes in bond lengths. Sapphire single crystal structure reconstructs during compression as a result of the movement of atoms.

关 键 词：蓝宝石 光学性质 能带结构 从头算 

分 类 号：O521.2[理学—高压高温物理]