人工晶体学报

作者：冷昊宁, 孙霄霄, 穆柏旭, 宁丽娜

单位：牡丹江师范学院物理与电子工程学院，牡丹江 157012

关键词：KNbO3,第一性原理,密度泛函理论,结构相变,弹性性质,电子性质,

基金：牡丹江师范学院科学技术研究一般项目(YB2021002);牡丹江师范学院横向课题(2202224008)

为了深入掌握钙钛矿氧化物KNbO3在高压条件下的相变行为，并为铁电材料在极端条件下的工程应用提供关键参数，本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，在绝对零度（0 K）条件下，对KNbO3高压下的结构相变、弹性性质及电子性质进行系统研究。计算结果表明，在零压下，KNbO3的最稳定结构为正交Amm2结构，材料表现为延展性，且为中心力固体。在0~50 GPa压力范围内，KNbO3经历了两次相变：7.7 GPa时，由正交Amm2结构转变为四方P4mm结构；10.1 GPa时，由四方P4mm结构转变为三方R3mR结构。两次相变均伴随着体积变化，为一级相变。弹性分析显示，KNbO3在相变过程中经历了从延展性到脆性的转变，并且具有弹性各向异性特征。能带结构分析表明，零压下Amm2结构的带隙为2.125 eV，为间接带隙半导体。随着压力的增加，带隙先减小后增大。本研究不仅丰富了对KNbO3相变行为的理解，还为设计和应用新型KNbO3材料提供了理论支持。

来源：2025年第9期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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