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CaTa2O6化合物的弹性和光电性质：立方相与正交相

DOI：10.1016/j.jallcom.2019.01.140 期刊：Journal of Alloys and Compounds 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:22:29
摘要： 采用基于第一性原理的密度泛函理论（DFT）模拟方法，通过高精度全势线性缀加平面波（FP-LAPW）方法在GGA+U近似下研究了CaTa2O6氧化物立方相和正交相的结构、电子、光学及弹性性质。计算所得晶格参数与现有实验数据相符。电子能带结构计算表明：立方相和正交相的带隙分别为3.08 eV和4.40 eV。针对这两种相态，在0-14 eV光谱范围内详细计算并讨论了主要光学性质（包括吸收系数、介电常数、能量损失函数、反射率、折射率及消光系数）。立方相与正交相呈现显著不同的光学特性。通过电荷密度分布图谱探究了不同对称性CaTa2O6的电子键合特征，发现强共价键特性在两种相态中均占主导地位。同时研究了CaTa2O6立方相和正交相的弹性性质，采用应力-应变法测定两相的弹性常数，并详细分析了体积模量、剪切模量、杨氏模量以及重要的弹性各向异性因子和泊松比等参数。
作者： Fazle Subhan，Sikander Azam，Gulzar Khan，Muhammad Irfan，Shabbir Muhammad，Abdullah G. Al-Sehemi，S.H. Naqib，R. Khenata，SaleemAyaz Khan，I.V. Kityk，Bin Amin
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

采用第一性原理密度泛函理论模拟研究立方相和正交相CaTa2O6化合物的结构、电子、光学及弹性性质。

研究成果

CaTa2O6表现出3.08电子伏特（立方相）和4.40电子伏特（正交相）的直接带隙，其电子特性由特定轨道主导。材料存在强共价键结合，弹性性能显示具有各向异性特征的机械稳定性。该材料因其紫外区的光学特性展现出光电子学应用潜力，建议开展后续实验验证。

研究不足

该研究采用计算方法并依赖GGA+U等近似处理，可能无法完全捕捉所有电子相互作用。由于缺乏正交相的实验数据，结果为理论预测值。光学计算中假设展宽值为0.1电子伏特，该设定可能未涵盖所有实验条件。

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