BiFeO3 结构性质与相转变的第一性原理研究

丁航晨; 施思齐; 姜平; 唐为华

doi:10.7498/aps.59.8789

摘要

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算,系统地研究了BiFeO3的7种不同空间群 (R3c, R3m, P4mm, Cm, Pm3 m, R3 m和R3 c)结构及其转变关系.结果表明,铁电相R3c结构是基态,不同结构之间也存在着一定的转变关系,其变化主要包括两种形式,在[111]方向上Bi3+相对FeO6八面体存在一定的位移和FeO6八面体绕[111]极化轴的反铁扭曲旋转.此外, 还得出BiFeO3的薄膜结构受到衬底结构的作用会导致其从三方相(R3c)向四方相(P4mm)转变.

关键词:

Abstract

Using the first-principles method based on density functional theory, we investigate the structural properties of seven different phases of BiFeO3 including R3c, R3m, P4mm, Cm, Pm3 m, R3 m and R3 c and structural transition. The results show that the ground state has the R3c phase, and that phase transitions can occur among these phases, which may be characterized by two types of structural transitions. One is the relative displacement between octahedral FeO6 and Bi3+, and the other is the rotation of octahedral FeO6 along the [111] axis. Furthermore, the BiFeO3 film is found to be able to change from R3c phase to P4mm phase, owing to the substrate effect.

Keywords:

作者及机构信息

1.
浙江理工大学光电材料与器件中心,杭州 310018

基金项目: 国家自然科学基金(批准号:50802089)、浙江省"钱江人才计划"(批准号:2007R10028)、教育部留学回国人员科研启动基金(批准号:2008890)、浙江省自然科学基金(批准号:Y4090280)、国家重点基础研究发展计划(批准号:2010CB933501)和浙江省自然科学基金杰出青年研究团队(批准号:R4090058)资助的课题.

Authors and contacts

1.
Center for Optoelectronic Materials and Devices, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China

参考文献

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施引文献

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