贾 牧，龙绍唐

（ 1.山东大学 机械工程学院，山东 济南 250100；

2.铜仁学院 物理与电子科学系，贵州 铜仁 554300 ）

Mn掺杂MgF2光学性质的第一性原理研究

贾 牧1，龙绍唐2

（ 1.山东大学 机械工程学院，山东 济南 250100；

2.铜仁学院 物理与电子科学系，贵州 铜仁 554300 ）

采用基于密度泛函理论（DFT）第一性原理平面波超软赝势方法计算Mn掺杂MgF2晶体的几何机构、电子结构和光学性质。结果表明，经过Mn掺杂MgF2的浓度为12.5%时，体系的结构并没有发生明显的结构畸变或相变。但体系的能带结构，尤其是费米面附近的能带结构有重要的影响。对吸收光谱和介电常数有所调制，结果与实验测量大致吻合。

MgF2； 掺杂； 电子结构； 光学性质； 第一性原理

1.引言

MgF是一种红宝石结构，用于制造陶瓷、玻璃、冶金镁金属的助熔剂，阴极射线屏的荧光材料，焊剂；也是一种重要的固体发光器激光介质，可制造透镜、窗口、光学棱镜等光学元件。有些氟化镁单晶用在军工和光通信系统领域[1]。它还作为非常规则的催化剂载体，可以使有机化合物液态脱硫、催化氧化一氧化碳以及消除氧化氮等方面的催化剂获得很好的催化活性，在环保方面有很大的用处。[2][3][4]过渡金属原子掺杂MgF2晶体，使其性能发生了很好的变化，为了调制和运用它更优异的性能，过渡金属原子掺杂MgF2晶体成为近期一个研究热点。Mn作为具有代表性的过渡金属，也自然成为讨论的重点。例如，Rao等[5]对MgF2：Mn的光谱做出了解释；Remme等[6]测得了MgF2：Mn2+的光谱和电子顺磁共振（EPR）谱；Zhao[7]发展了一种新方法，采用EPR超精细结构常数A，确定杂质中心局部结构，计算所得的局部杂质结构健长精确到了0.001nm；……