多费米鞅材料衍生吸收光谱分析
材料科学
2025-10-21 v1 强关联电子
摘要
基于实验吸收数据，详细研究了bulk BiFeO3、纳米结构BiFeO3和BiFeO2.85厚膜的概率密度函数（PDF）和累计密度函数（CDF）。本研究旨在探讨BiFeO3这一磁电多费米鞅材料的电子跃迁及其Urbach尾带。通过分析这些物质在紫外-可见-近红外光谱区域的吸收数据，推导出PDF和CDF函数。对于BiFeO3系材料，识别出能量范围在2.5 eV至5.5 eV之间的电荷转移（p-d和/或p-p）跃迁。此外，由于自旋轨道相互作用、电子-晶格相互作用以及低对称性晶体场，导致Fe3+离子在FeO6八面体中发生两个双向退化的d-d跃迁，能量在1.5 eV至2.5 eV之间。BiFeO3系材料还表现出靠近带边的强直接跃迁和弱间接跃迁，指向BiFeO3具有复杂的能带结构。最后，通过考察材料的CDF函数，直接计算了缺陷诱导Urbach尾带能量，分别为bulk、纳米结构和薄膜BiFeO3样品大约为0.40 eV、0.31 eV和0.33 eV。
引用
@article{arxiv.2506.21229,
title = {An analysis of derivative absorption spectroscopy of multiferroic bismuth ferrite materials},
author = {Ramachandran Balakrishnan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.21229},
year = {2025}
}
备注
20 pages. 6 figures, 1 table, Submitted to PRB (# BF15356)