第一性原理研究InFeO3和In2FeCrO6的电子结构和光吸收性质

采用基于第一性原理的密度泛函理论和Hubbard修正方法(DFT+U)计算了多铁材料InFeO3和In2FeCrO6的电子结构和光吸收性质。计算结果表明,Cr掺杂InFeO3的形成能比BiFeO3要低,相对容易完成掺杂,In2FeCrO6带隙宽度相对本征InFeO3没有明显的变化,但能带的色散变小,促进了可见光吸收。通过态密度分析可知,In2FeCrO6中CBM的Fe-3d能级比InFeO3的CBM的Fe-3d能级占据数变小,局域化程度降低,能带变得比较平缓。在InFeO3和In2FeCrO6体系中,Fe和Cr的化合价约为1.7+,Fe-O和Cr-O之间的库伦作用和成键程度差异性不大,导致两者的带隙变化不明显。光吸收谱分析表明,在入射光能量2.1~2.75 eV范围内,Cr的掺入改善了InFeO3的可见光的吸收性能。