钇掺杂调控铌酸银反铁电性与第一性原理研究

摘要

基于铌酸银（AgNbO3）陶瓷材料存在的铁电与反铁电相界，可通过离子掺杂的手段对其进行调控。本文通过水热法制备了A位Y掺杂的Ag1-3xYxNbO3（AN-xY,x=0～0.05）反铁电陶瓷，对微结构、介电，以及阻抗性能进行测试，并基于密度泛函理论的第一性原理计算，探究了AN-xY禁带宽度变化的机理。结果表明，随着Y3+掺杂量的增加，AN-xY陶瓷的M1-M2相向低温移动，反铁电稳定性增加，阻抗值减小。Y3+掺杂所产生的施主能级使电子更容易从价带激发至导带，禁带宽度由1.959 eV减小至1.746 eV。A位Y3+的掺杂可以对AgNbO3的电性能进行目的性调控，对当前AgNbO3基无铅反铁电陶瓷的研究与微观机理分析具有重要的参考价值。