The electronic and optical properties of TbAl3(BO3)4 are determined using density functional theory. The calculated total magnetic moment of 5.96 μB is close to the expected moment of Tb3+. The frequency dependent dielectric function, refractive index, extinction coefficient, absorption, optical reflectivity, and energy loss function are explained in terms of the transitions between the valence and conduction bands. We find very high Kerr angles for ultraviolet light and potential for extension, even into the visible range by band structure design.

1.
G.
Heller
, “
A survey of structural types of borates and polyborates
,” in
Topics in Current Chemistry
(
Springer
,
Berlin
,
1986
).
2.
D. A.
Keszler
,
Curr. Opin. Solid State Mater. Sci.
1
,
204
(
1996
).
4.
M.
Knitel
,
New Inorganic Scintillators and Storage Phosphors for Detection of Thermal Neutrons
(
Delft University Press
,
Delft
,
1998
).
5.
C.
Chen
,
N.
Ye
,
J.
Lin
,
J.
Jiang
,
W.
Zeng
, and
B.
Wu
,
Adv. Mater.
11
,
1071
(
1999
).
6.
D.
Xue
,
K.
Betzler
,
H.
Hesse
,
D.
Lammers
,
Solid State Commun.
114
,
21
(
2000
).
7.
D.
Adamenko
,
V.
Adamiv
,
I.
Klymiv
, and
R.
Vlokh
,
Ukr. J. Phys. Opt.
12
,
1
(
2011
).
8.
A. S.
Aleksandrovsky
,
A. V.
Malakhovskii
,
V. N.
Zabluda
,
A. I.
Zaitsev
, and
A. V.
Zamkov
,
J. Phys. Chem. Solids
67
,
1908
(
2006
).
9.
J. -C.
Joubert
,
W. B.
White
, and
R.
Roy
,
J. Appl. Crystallogr.
1
,
318
(
1968
).
10.
A. K.
Zvezdin
,
S. S.
Krotov
,
A. M.
Kadomtseva
,
G. P.
Vorobev
,
Yu. F.
Popov
,
A. P.
Pyatakov
,
L. N.
Bezmaternykh
, and
E. A.
Popova
,
JETP Lett.
81
,
272
(
2005
).
11.
S. S.
Krotov
,
A. M.
Kadomtseva
,
Y. F.
Popov
,
G. P.
Vorob’ev
,
A. V.
Kuvardin
,
K. I.
Kamilov
,
L. N.
Bezmaternykh
, and
E. A.
Popova
,
J. Magn. Magn. Mater.
300
,
e426
(
2006
).
12.
A. K.
Zvezdin
,
A. M.
Kadomtseva
,
S. S.
Krotov
,
A. P.
Pyatakov
,
Y. F.
Popov
, and
G. P.
Vorob’ev
,
J. Magn. Magn. Mater.
300
,
224
(
2006
).
13.
F.
Yen
,
B.
Lorenz
,
Y. Y.
Sun
,
C. W.
Chu
,
L. N.
Bezmaternykh
, and
A. N.
Vasiliev
,
Phys. Rev. B
73
,
054435
(
2006
).
14.
A. K.
Zvezdin
,
G. P.
Vorob’ev
,
A. M.
Kadomtseva
,
Y. F.
Popov
,
A. P.
Pyatakov
,
L. N.
Bezmaternykh
,
A. V.
Kuvardin
, and
E. A.
Popova
,
JETP Lett.
83
,
509
(
2006
).
15.
R. P.
Chaudhury
,
F.
Yen
,
B.
Lorenz
,
Y. Y.
Sun
,
L. N.
Bezmaternykh
,
V. L.
Temerov
, and
C. W.
Chu
,
Phys. Rev. B
80
,
104424
(
2009
).
16.
A. M.
Kalashnikova
,
V. V.
Pavlov
,
R. V.
Pisarev
,
L. N.
Bezmaternykh
,
M.
Bayer
, and
T.
Rasing
,
JETP Lett.
80
,
293
(
2004
).
17.
A. G.
Gavriliuk
,
S. A.
Kharlamova
,
I. S.
Lyubutin
,
I. A.
Troyan
,
S. G.
Ovchinnikov
,
A. M.
Potseluiko
,
M. I.
Eremets
, and
R.
Boehler
,
JETP Lett.
80
,
426
(
2004
).
18.
P.
Goldner
,
O.
Guillot-Noël
,
J.
Petit
,
M.
Popova
, and
L.
Bezmaternykh
,
Phys. Rev. B
76
,
165102
(
2007
).
19.
P.
Fischer
,
V.
Pomjakushin
,
D.
Sheptyakov
,
L.
Keller
,
M.
Janoschek
,
B.
Roessli
,
J.
Schefer
,
G.
Petrakovskii
,
L.
Bezmaternykh
,
V.
Temerov
, and
D.
Velikanov
,
J. Phys.: Condens. Matter
18
,
7975
(
2006
).
20.
C.
Ritter
,
A.
Balaev
,
A.
Vorontynov
,
G.
Petrakovskii
,
D.
Velikanov
,
V.
Temerov
, and
I.
Gudim
,
J. Phys.: Condens. Matter
19
,
196227
(
2007
).
21.
C.
Ritter
,
A.
Vorontynov
,
A.
Pankrats
,
G.
Petrakovskii
,
V.
Temerov
,
I.
Gudim
, and
R.
Szymczak
,
J. Phys.: Condens. Matter
20
,
365209
(
2008
).
22.
H.
Mo
,
C. S.
Nelson
,
L. N.
Bezmaternykh
, and
V. T.
Temerov
,
Phys. Rev. B
78
,
214407
(
2008
).
23.
R. P.
Chaudhury
,
B.
Lorenz
,
Y. Y.
Sun
,
L. N.
Bezmaternykh
,
V. L.
Temerov
, and
C. W.
Chu
,
Phys. Rev. B
81
,
220402
(
2010
).
24.
K.-C.
Liang
,
R. P.
Chaudhury
,
B.
Lorenz
,
Y. Y.
Sun
,
L. N.
Bezmaternykh
,
V. L.
Temerov
, and
C. W.
Chu
,
Phys. Rev. B
83
,
180417
(
2011
).
25.
V. P.
Dotsenko
,
I. V.
Berezovskaya
,
N. P.
Efryushina
,
A. S.
Voloshinovskii
, and
G. B.
Stryganyuk
,
J. Mater. Sci.
45
,
1469
(
2010
).
26.
J.
Yasi
,
M. J.
Myers
, and
D.
Rhonehouse
,
Chin. J. Lasers (EE)
1
(
6
),
513
(
1992
).
27.
T.
Katsuhisa
,
H.
Kazuyuk
, and
S.
Naohiro
,
Jpn. J. Appl. Phys.
34
,
4825
(
1995
).
28.
V.
Jubera
,
J. P.
Chaminade
,
A.
Garcia
,
F.
Guillen
, and
C.
Fouassier
,
J. Lumin.
101
,
1
(
2003
).
29.
K.
Binnemans
,
R.
Van Deun
,
C.
Görller-Walrand
, and
J. L.
Adam
,
J. Non-Cryst. Solids
238
,
11
(
1998
).
30.
M.
Nogami
,
T.
Yamazaki
, and
Y.
Abe
,
J. Lumin.
78
,
63
(
1998
).
31.
F.
Kellendonk
and
G.
Blasse
,
Phys. Chem. Solids
43
,
481
(
1982
).
32.
I.
Couwenberg
,
K.
Binnemans
,
H.
De Leebeeck
, and
C.
Görller-Walrand
,
J. Alloys Compd.
274
,
157
(
1998
).
33.
C.
Görller-Walrand
,
E.
Huygen
,
K.
Binnemans
, and
L.
Fluyt
,
J. Phys. Condens. Matter
6
,
7797
(
1994
).
34.
J.
Lu
,
C.
Fu
, and
J.
Chen
,
Appl. Opt.
50
,
1
(
2011
).
35.
C. B.
Rubinstein
,
S. B.
Berger
,
L. G.
Van Uitert
, and
W. A.
Bonner
,
J. Appl. Phys.
35
,
2338
(
1964
).
36.
P.
Blaha
,
K.
Schwarz
,
G.
Madsen
,
D.
Kvasicka
, and
J.
Luitz
,
WIEN2k: An Augmented Plane Wave Plus Local Orbitals Program for Calculating Crystal Properties
(
Vienna University of Technology
,
Vienna
,
2001
).
37.
U.
von Barth
and
L.
Hedin
,
J. Phys. C
5
,
1629
(
1972
).
38.
U.
Schwingenschlögl
and
C.
Schuster
,
Phys. Rev. Lett.
99
,
237206
(
2007
);
[PubMed]
U.
Schwingenschlögl
and
C.
Schuster
,
EPL
79
,
27003
(
2007
).
39.
U.
Schwingenschlögl
,
C.
Schuster
, and
R.
Frésard
,
EPL
88
,
67008
(
2009
);
U.
Schwingenschlögl
,
C.
Schuster
, and
R.
Frésard
,
EPL
81
,
27002
(
2008
).
40.
N.
Singh
and
U.
Schwingenschlögl
,
Chem. Phys. Lett.
508
,
29
(
2011
);
S.
Nazir
,
N.
Singh
, and
U.
Schwingenschlýgl
,
Phys. Rev. B
83
,
113107
(
2011
).
41.
C.
Lee
,
J.
Kang
,
K. H.
Lee
, and
M. H.
Whangbo
,
Chem. Mater.
21
,
2534
(
2009
).
42.
J. K.
Lang
,
Y.
Baer
, and
P. A.
Cox
,
J. Phys. F: Met. Phys.
11
,
121
(
1981
).
43.
R.
He
,
Z. S.
Lin
,
M.-H.
Lee
, and
C. T.
Chen
,
J. Appl. Phys.
109
,
103510
(
2011
).
44.
V. V.
Filippov
,
I. T.
Bondar
,
N. V.
Kuleshov
,
N. I.
Leonyuk
,
V. V.
Maltsev
, and
O. V.
Pilipenko
,
J. Opt. Technol.
74
,
717
(
2007
).
45.
J.
Li
,
C.-G.
Duan
,
Z.-Q.
Gu
, and
D.-S.
Wang
,
Phys. Rev. B
57
,
6925
(
1998
).
46.
Y.
Wang
,
L.
Wang
, and
H.
Li
,
J. Appl. Phys.
102
,
013711
(
2007
).
47.
N.
Sawanobori
,
New Glass
18
,
5
(
2003
).
You do not currently have access to this content.