苏锟仁，梁一机，林尔庆，王 国，徐祥福，陈星源，赖国霞

(广东石油化工学院理学院，物理实验教学中心，茂名 525000)

0 引 言

极性化合物具有铁电性、压电性或二阶非线性光学等特性，在物理学和材料科学领域引起了广泛的关注[1-2]。LiNbO3型结构钙钛矿化合物是一种典型的极性化合物[3]。通常大多数的LiNbO3型化合物不能在一般条件下合成，需要高温和高压的条件辅助[4]。Inaguma等[5]在2014年通过高温高压的方法合成了一种新的极性化合物LiNbO3结构的ZnTiO3(LN-ZnTiO3)。Ruiz-Fuertes等[6]通过拉曼光谱和二次谐波等测试，发现LN-ZnTiO3具有铁电性，但是随着压强增大到20 GPa会发生顺电相的相变。Zhang等[7]通过密度泛函理论计算了LN-ZnTiO3的电子结构和光学性质，发现LN-ZnTiO3是一种宽带隙半导体，同时具有较高的压电系数和非线性光学系数。事实上目前应用比较广泛的是钛铁矿(IL)型结构的ZnTiO3材料，其在微波电介质、气体传感器和太阳能电池中都有实际应用[8-10]。关于ZnTiO3材料在磁学的应用方面的报道还比较少。最近Yan等在硅晶片衬底上制备了Co掺杂IL-ZnTiO3纳米晶体膜，发现Co掺杂不仅可以在IL-ZnTiO3中提供磁性，还可以降低材料的带隙，拓展了材料在磁光器件方面的应用[11]。Wattanawikkam等[12]通过超声化学法制备了Mn掺杂IL-ZnTiO3的样品，有助于增强光催化性能。在本文中，计算了Mn离子掺杂LN-ZnTiO3的磁性和光吸收性质，发现Mn离子掺杂可以在LN-ZnTiO3中产生较大的局域磁矩，降低带隙，促进可见光的吸收。

1 计算方法

图1 LN-ZnTiO3的结构图

本文的计算工作主要采用基于密度泛函理论赝势平面波VASP软件包完成[13]。计算的平面波截断能取为500 eV，交换关联势选取PBE方法[14]，赝势选取的是投影平面波(PAW)方法。……