化学学报 ›› 2011, Vol. 69 ›› Issue (17): 1973-1979. 上一篇 下一篇
研究论文
荣成*,蔡向阳,蒋疆
RONG Cheng, CAI Xiang-Yang, JIANG Jiang
通过低温水热的合成方法合成了一例新的低温相GeO2晶体(l-GeO2), 并对其进行了红外光谱、热重以及X射线衍射的分析表征. 晶体学测试结果表明, l-GeO2属于四方晶系, P4/mcc空间群, 晶胞参数a=b=8.832(4) Å, c=14.479(7) Å, V=1129.4(9) Å3, Z=4, R1=0.0629, wR2=0.1540. 晶体结构中包含一个由4个双四元环单元(D4R)和4个GeO4四面体交替相连而形成的沿[001]方向的一维(1D) 12-元环孔道. 采用密度泛函理论下的第一性原理平面波超软赝势方法, 对l-GeO2的电子结构和光学性质进行了理论计算. 计算结果表明l-GeO2为直接带隙半导体, 带宽为3.31 eV|其价带主要由O的2p电子构成, 导带主要由Ge的4s和4p态电子构成|静态介电常数ε1(0)=1.92, 折射率n(0)=1.24, 吸收系数最大峰值为8.9×104 cm-1, 最大反射率为12%. 比较分析了l-GeO2与石英相GeO2 (q-GeO2)和金红石相GeO2 (r-GeO2)的复介电函数、复折射率、吸收谱以及反射谱等光学性质的异同点. 结果显示l-GeO2的能带结构和光学性质与q-GeO2较接近, 与r-GeO2的相差较大.