[发明专利]一种Mg、Ca元素掺杂改性二氧化硅材料折射率的预测方法

权利要求书

1.一种Mg、Ca元素掺杂改性二氧化硅材料折射率的预测方法，其特征在于，所述方法包含如下步骤：

S1、选择Mg、Ca元素对SiO₂材料进行掺杂，通过材料模型构建软件构建不同元素、不同掺杂配比的多个SiO₂模型；

S2、通过模拟优化软件VASP对SiO₂模型进行分子动力学模拟，得到模拟完成之后的稳定SiO₂模型；

S3、通过模拟优化软件VASP对经过行分子动力学模拟的SiO₂模型进行结构优化，计算得到各个SiO₂模型达到稳定结构的晶格常数、介电常数和态密度，根据SiO₂模型的态密度绘制态密度图并计算出禁带宽度，根据SiO₂模型的介电常数计算折射率，结合禁带宽度和折射率，得出最佳掺杂元素的配比。

2.如权利要求1所述的Mg、Ca元素掺杂改性二氧化硅材料折射率的预测方法，其特征在于，步骤S1中的SiO₂模型包括：

对SiO₂材料建立具有162个原子非晶超胞，得到未掺杂的SiO₂非晶超胞模型；

对SiO₂材料建立具有162个原子非晶超胞，选取任意5个SiO₂非晶超胞中的SiO₂单体结构，用MgO结构替换掉，得到Mg掺杂配比为10at％的非晶超胞模型；

对SiO₂材料建立具有162个原子非晶超胞，选取任意5个SiO₂非晶超胞中的SiO₂单体结构，用CaO结构替换掉，得到Ca掺杂配比为10at％的非晶超胞模型；

对SiO₂材料建立具有162个原子非晶超胞，选取任意10个SiO₂非晶超胞中的SiO₂单体结构，分别用5个MgO结构和5个CaO结构替换掉，得到Mg、Ca掺杂配比为20at％的非晶超胞模型。

3.如权利要求1所述的Mg、Ca元素掺杂改性二氧化硅材料折射率的预测方法，其特征在于：步骤S2中的SiO₂模型包括：

对SiO₂材料建立具有162个原子非晶超胞，得到未掺杂的SiO₂非晶超胞模型；

对SiO₂材料建立具有162个原子非晶超胞，选取任意10个SiO₂非晶超胞中的SiO₂单体结构，用MgO结构替换掉，得到Mg掺杂配比为20at％的非晶超胞模型；

对SiO₂材料建立具有162个原子非晶超胞，选取任意16个SiO₂非晶超胞中的SiO₂单体结构，用MgO结构替换掉，得到Mg掺杂配比为30at％的非晶超胞模型；

对SiO₂材料建立具有162个原子非晶超胞，选取任意10个SiO₂非晶超胞中的SiO₂单体结构，用CaO结构替换掉，得到Ca掺杂配比为20at％的非晶超胞模型；

对SiO₂材料建立具有162个原子非晶超胞，选取任意16个SiO₂非晶超胞中的SiO₂单体结构，用CaO结构替换掉，得到Ca掺杂配比为30at％的非晶超胞模型；

对SiO₂材料建立具有162个原子非晶超胞，选取任意16个SiO₂非晶超胞中的SiO₂单体结构，分别用8个MgO结构和8个CaO结构替换掉，得到Mg、Ca掺杂配比为30at％的非晶超胞模型。