4. 光學(xué)吸收性質(zhì)

不同相Ti02宏觀介電函數(shù)? Cω) 的實(shí)部與虛部的模擬計(jì)算值繪于圖5.24 (a)、圖5 .24 (b) 、圖5 .24 (c) 圖和5 .24 (d) ，分別對應(yīng)金紅石、銳鐵礦、板鐵礦和鋼鐵礦相。為了研究光學(xué)各向異性，四方結(jié)構(gòu)的金紅石和銳鐵礦的介電函數(shù)可分解為Z 分量CE _l c) 和砂分量CEllc);具有正交結(jié)構(gòu)的板鐵礦和飼鐵礦相的介電函數(shù)分解為平行于α 、b、c 軸的三個分量。

對金紅石相:計(jì)算得到的介電函數(shù)的虛部在6eV 以下區(qū)域與由橢譜儀得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相當(dāng)吻合; 6eV 以上區(qū)域有紅移現(xiàn)象(0.2~0.4eV) 產(chǎn)生。Re ? (ω= 0) 的計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值非常接近。對于銳鐵礦相，實(shí)驗(yàn)譜的主要特征已被模擬計(jì)算出來。ZhU[91給出Ti02 多形體的模擬計(jì)算值，見表5.1 。

圖5.25 中是(a) 金紅石、(b) 銳鐵礦和(c) 板鐵礦的Ti02 的模擬吸收系數(shù)曲線及與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較，其中板鐵礦相缺乏相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

圖5.26 是模擬的斜錯石、氯鉛礦、黃鐵礦和螢石相的Ti02 的復(fù)介電函數(shù)虛部。到目前為止，仍然缺乏這些高壓相的相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，無法進(jìn)行對比。斜錯石相是單斜晶格，氯鉛礦是正交晶格， 因此分別模擬出沿晶軸α 、b、c 三個方向上的分量。對斜錯石相， Epb分量的吸收能闊值小于EPa 和Epc 分量的闌值。

.第一吸收峰位于3 .36eV，小于帶隙3.51eV ，意味著可能有激子激發(fā)。盡管斜錯石相的能隙已經(jīng)超出可見光區(qū)，但由于電子與空穴的相互吸引作用，在3.1eV 處仍有相當(dāng)大光學(xué)躍遷概率。由圖5.26 Cc) 和圖5.26 Cd) 可知，黃鐵礦相和螢石相在可見光區(qū)都發(fā)生光吸收現(xiàn)象，它們的第一吸收峰CA) 都位于3 . 3eV 。鱗石英相介電函數(shù)虛部(吸收譜)由圖5 .23Cb ) 給出，譜線的特征差異非常明顯，可用作結(jié)構(gòu)特征的參考。鱗石英是六方晶格，各向異性光學(xué)吸收可由Z 分量CE l_ c) 和xy 分量CEllc) 來分辨。