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关于TeO<sub>2</sub>/TeO<sub>3</sub>复合氧化物作为非线性光学先进材料的电子结构与光学性质的计算机研究

DOI：10.1088/2053-1591/ab55a3 期刊：Materials Research Express 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 采用广义梯度近似DFT、PBE0与B3LYP交换关联泛函的杂化DFT-HF方法以及准粒子G0W0方法，研究了TeO2-TeO3二元体系中系列氧化碲晶体的电子结构。与现有实验数据对比发现：DFT方法显著低估了带隙值；杂化DFT-HF方法导致带隙值略微高估；而基于Kohn-Sham解的"单次"G0W0计算与实验数据吻合最佳。详细讨论了氧化碲的电子结构，发现带隙值随八面体配位碲原子比例的增加呈比例下降，该变化源于未参与Te(VI)-O键合的5s(Te)电子形成带隙态。通过随机相位近似计算了系列氧化碲的介电响应，并依据经验性米勒规则预测了这些化合物具有强非线性特性。
作者： Evgenii Roginskii，M B Smirnov，V G Kuznetsov，O Noguera，J Cornette，O Masson，P Thomas
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研究概述 实验方案

研究目的

研究TeO2—TeO3二元体系中二氧化碲晶体的电子结构和光学性质，以评估其作为非线性光学先进材料的潜力。

研究成果

研究表明，带隙值随八面体配位碲原子比例的增加而相应降低，这是由5s(Te)电子形成带隙态所致。混合TeO2/TeO3化合物展现出优异的非线性光学特性，其三阶非线性极化率显著高于石英玻璃。该研究凸显了这些材料在非线性光学技术应用中的潜力。

研究不足

该研究承认密度泛函理论（DFT）中带隙值存在显著低估问题，且自洽GW近似等更精确方法的计算成本较高。用于预测非线性特性的经验性米勒规则可能无法完全捕捉材料行为的所有细微差异。

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