锆石的声子和晶格介电特性

我们对ZrO₂的三种低压相（立方、四方，尤其是单斜相）的结构和振动特性进行了从头计算的研究，特别关注区域中心声子模式及相关的介电特性计算。计算是在局部密度近似框架内使用超软伪势和平面波基底进行的。完全放松的结构参数与实验数据和之前的理论工作非常一致。总能量计算正确地再现了ZrO₂相的能量学，计算出的区域中心声子频率与单斜相的红外和拉曼实验频率良好吻合。计算了Born有效电荷张量，并与模式特征向量结合，分解晶格介电极化率张量为来自单独红外活性声子模式的贡献。本研究部分受到ZrO₂在现代集成电路技术中替代SiO₂作为栅介电材料的潜力的启发。