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作者：王云杰;和志豪;丁家福;苏欣;
单位：伊犁师范大学物理科学与技术学院;伊犁师范大学新疆凝聚态相变与微结构实验室;
摘要：基于密度泛函理论对P—O配位四面体与Y、Ba、Pb和Bi构成的Ba_3(PO_4)_2、Pb_3(PO_4)_2、BiPO_4和YPO_4的几何结构、电子结构、光学性质进行系统探究。研究表明，通过金属原子替换可以改变化合物结构框架，从而调节其带隙及光学性能，为设计综合性能优异的材料提供了一条有效途径。Ba_3(PO_4)_2、Pb_3(PO_4)_2、BiPO_4和YPO_4均为间接带隙化合物且都具有较宽的带隙，带隙依序为5.188、3.879、3.870和4.886 eV;由Mulliken布居分析可知Ba、Pb、Bi和Y与O键合形成O—X(X=Ba、Pb、Bi和Y)键，其键长相近并呈现较强离子键性质。四种化合物的导带底为金属阳离子的最外层轨道所占据，价带顶的主要贡献者是O-2p轨道，O原子的2p轨道还在费米能级附近表现出较强的局域性，P-3p轨道与O的2p轨道成键，P—O表现为强的共价键。Ba_3(PO_4)_2、Pb_3(PO_4)_2、BiPO_4和YPO_4四种晶体的双折射率分别为0.003 7、0.027 0、0.059 0和0.149 0,其中BiPO_4和YPO_4的双折射率和各向异性在四种体系中较大，这是因为不同阳离子导致不对称的晶体结构框架产生。
关键词：磷酸盐晶体;;第一性原理;;电子结构;;双折射率;;带隙
基金资助：新疆维吾尔自治区重点实验室开放课题(2023D04074);; 伊犁师范大学科研项目(22XKZZ21);伊犁师范大学大学生创新训练项目(S202210764016,S202210764014);; 新疆伊犁科技计划项目(YZ2022Y002);; 新疆维吾尔自治区天山英才计划第三期(2021—2023)
