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引用本文格式: Fu Yong,Zhang Ying,Zhang Lin,He Lin,Meng Chuan-Min. Effects of phase transitions and vacancy defects on the optical properties of GeO2 under high pressure [J]. J. At. Mol. Phys., 2021, 38: 014002 (in Chinese) [付勇,张莹,张林,何林,孟川民. 相变及空位缺陷对高压下GeO2光学性质的影响 [J]. 原子与分子物理学报, 2021, 38: 014002]
 
相变及空位缺陷对高压下GeO2光学性质的影响
Effects of phase transitions and vacancy defects on the optical properties of GeO2 under high pressure
摘要点击 109  全文点击 9  投稿时间:2019-12-19  修订日期:2020-01-06
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DOI编号   
中文关键词   GeO2  光学性质  结构相变  空位缺陷  第一性原理计算
英文关键词   GeO2  Optical properties  Structural phase transition  Vacancy defects  First-principles calculation
基金项目   国家自然科学基金
作者单位E-mail
付勇 四川师范大学物理与电子工程学院固体物理研究所 1213371944@qq.com 
张莹 四川师范大学物理与电子工程学院固体物理研究所  
张林 四川师范大学物理与电子工程学院固体物理研究所  
何林 四川师范大学物理与电子工程学院固体物理研究所 linhe63@163.com 
孟川民 中国工程物理研究所流体物理研究所  
中文摘要
    本文采用第一性原理方法, 在100 GPa的压力范围内, 计算了GeO2理想晶体和含锗、氧空位点缺陷晶体的光学性质. 吸收谱数据表明, 压力诱导的三个结构相变对GeO2晶体的吸收谱均有影响: 第一个相变将导致其吸收边蓝移, 而第二和第三相变将使得其吸收边红移. 锗和氧空位点缺陷的存在将导致GeO2的吸收边红移, 但氧空位点缺陷引起的红移更明显. 尽管如此, 分析发现, 在100 GPa的压力范围内, 压力、相变以及空位点缺陷等因素都不会导致GeO2晶体在可见光区出现光吸收现象(是透明的). 波长在532 nm处的折射率数据显示, 在GeO2的四个相区, 其折射率均随压力增加而降低; 而且, GeO2的三个结构相变以及锗、氧空位点缺陷都会导致其折射率有所增大. 本文预测, GeO2有成为冲击光学窗口材料的可能.
英文摘要
    The optical properties of GeO2 crystal without and with and vacancy defects within pressure 100 GPa were calculated by using the first-principles method. The absorptive data show that the three pressure-induced structural phase transitions in GeO2 have the influences on the absorption spectra: the first transition causes a blue-shift of its absorption edge, but the second and third transitions lead to the red-shifts of its absorption edge. The existence of and vacancy defects results in the absorption edge red-shift, but the influence of is more obvious. However, within 100 GPa, pressure, transition, and vacancy factors do not give rise to its optical absorption in the visible region. The refractive-index data of GeO2 at 532 nm indicate that, in its four structural phase regions, the refractive index decreases with increasing pressure, but the three high-pressure structural transitions as well as and vacancy defects in GeO2 cause an increase in refractive index. We predict that GeO2 is likely to be an optical window material in shock experiments.

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