采用基于密度泛函理论的第一性原理研究了Cu、Mn单掺及共掺LiNbO3晶体的电子结构和光学性质.结果显示,Cu、Mn掺杂LiNbO3晶体禁带中的杂质能级分别由Cu 3d轨道、Mn 3d轨道贡献;各掺杂体系的带隙均较纯LiNbO3晶体变窄.共掺晶体中Cu离子形成了较单掺时更浅的能级中心,并在2.87 eV处有较强的吸收峰;Mn离子在1.73 eV附近的吸收较单掺时减弱且中心略有偏移,在2.24 eV处的非光折变峰与Mn3+相关,这对吸收峰的变化被认为与Cu、Mn间电子转移相联系.相对Cu、Fe共掺LiNbO3晶体,Cu、Mn共掺LiNbO3晶体可以通过适当提高Cu离子浓度,来改善存储参量中的动态范围和记录灵敏度.由于同一深能级掺杂离子伴以不同浅能级掺离子将呈现出不同的吸收特征并影响存储性能,在共掺离子的配搭选择时对各待选配搭的模拟计算非常必要.
电子结构 吸收光谱 第一性原理 铌酸锂晶体 铜锰共掺杂