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伽马CuX(X=Cl,Br,I)的电子结构和光学性质的第一性原理计算

邓娇娇 刘波 顾牡 刘小林 黄世明 倪晨

伽马CuX(X=Cl,Br,I)的电子结构和光学性质的第一性原理计算

邓娇娇, 刘波, 顾牡, 刘小林, 黄世明, 倪晨
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  • 基于第一性原理赝势平面波方法对伽马晶体CuCl, CuBr, CuI的体模量、体模量对压强的一阶偏导 数、电子结构、折射率等光学性质进行了计算.计算结果表明,广义梯度近似(GGA)下CuX(X = Cl, Br, I) 晶体的晶格常数与体模量的计算值与实验相差较小.与局域密度近似(LDA)相比, GGA更适合于 CuX(X = Cl, Br, I)晶体 的计算.这三者的价带都来源于Cu的3d态,导带部分主要来自Cu和卤素的s电子贡献,很少部分来自卤素的p电子 贡献.计算得到CuCl, CuBr, CuI的折射率分别为1.887, 2.015, 2.199,与应用Gladstone-Dale半经验关系得到 的结果符合得很好.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11044011, 91022002)、上海市教委科研创新项目(批准号: 11ZZ29)和上海市自然科学基金(批准号: 11ZR1440500)资助的课题.
    [1]

    Ves S, Glotzel D, Cardona M, Overhof H 1981 Phys. Rev. B 24 3073

    [2]

    Gross J G, Lewonczuk S, Khan M A, Rengeissen J 1980 Solid State Commun. 36 907

    [3]

    Lewonczuk S, Ringeissen J 1994 Phys. Rev. B 49 2344

    [4]

    Cardona M 1963 Phys. Rev. 129 69

    [5]

    Derenzo S E, Moses W W 1992 Proceedings of the Crystal 2000 International Workgroup on Heavy Scintillators for Scientific and Industrial Applications Chamonix, France, Sept 22-26, 1992 p125

    [6]

    Amrani B, Benmessabih T, Tahiri M, Chiboub I, Hiadsi S, Hamdache F 2006 Physica B 381 179

    [7]

    Gonze X, Beuken J, Caracas R, Detraux F, Fuchs M, Rignanese G, Sindic L, Verstraete M, Zerah G, Jollet F 2002 Comput. Mater. Sci. 25 478

    [8]

    Perdew J P, Burke K, Ernzerhof M 1996 Phys. Rev. Lett. 77 3865

    [9]

    Kohn W, Sham L J 1965 Phys. Rev. 140 1133

    [10]

    Zhang Y K, Yang W T 1998 Phys. Rev. Lett. 80 890

    [11]

    Hammer B, Hansen L B, Norskov J K 1999 Phys. Rev. B 59 7413

    [12]

    Fuchs M, Scheffler M 1999 Comput. Phys. Commun. 119 67

    [13]

    Press W H, Flannery B P, Teukolsky S A, Vetterling W T 1986 Numerical Recipes, the Art of Scientific Computing (Cambridge: Cambridge University Press)p308

    [14]

    Hull S, Keen D A 1994 Phys. Rev. B 50 5868

    [15]

    Hanson R C, Hallberg J R, Schwab C 1972 Appl. Phys. Lett. 21 490

    [16]

    Hoffman M, Hull S, Keen D A 1995 Phys. Rev. B 51 12022

    [17]

    Weber M J 2004 Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. A 527 9

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    Zhang J H, Ding J W, Lu Z H 2009 Acta Phys. Sin. 58 1901 (in Chinese)[张计划, 丁建文, 卢章辉 2009 物理学报 58 1901]

    [19]

    Karazhanov S Z, Ravindran P, Kjekshus A, Fjellvag H, Svensson B G 2007 Phys. Rev. B 75 155104

    [20]

    Mandarino J A 1976 Can. Mineral. 14 498

    [21]

    Mandarino J A 1979 Can. Mineral. 17 71

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    [8]

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    Kohn W, Sham L J 1965 Phys. Rev. 140 1133

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  • [1] 焦照勇, 郭永亮, 牛毅君, 张现周. 缺陷黄铜矿结构Xga2S4 (X=Zn, Cd, Hg)晶体电子结构和光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2013, 62(7): 073101. doi: 10.7498/aps.62.073101
    [2] 李沛娟, 周薇薇, 唐元昊, 张华, 施思齐. CeO2的电子结构,光学和晶格动力学性质:第一性原理研究. 物理学报, 2010, 59(5): 3426-3431. doi: 10.7498/aps.59.3426
    [3] 高攀, 柳清菊, 张学军. 氮铁共掺锐钛矿相TiO2电子结构和光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2010, 59(7): 4930-4938. doi: 10.7498/aps.59.4930
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-05-17
  • 修回日期:  2011-06-10
  • 刊出日期:  2012-03-15

伽马CuX(X=Cl,Br,I)的电子结构和光学性质的第一性原理计算

  • 1. 同济大学上海市特殊人工微结构材料与技术重点实验室, 同济大学物理系, 上海 200092
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11044011, 91022002)、上海市教委科研创新项目(批准号: 11ZZ29)和上海市自然科学基金(批准号: 11ZR1440500)资助的课题.

摘要: 基于第一性原理赝势平面波方法对伽马晶体CuCl, CuBr, CuI的体模量、体模量对压强的一阶偏导 数、电子结构、折射率等光学性质进行了计算.计算结果表明,广义梯度近似(GGA)下CuX(X = Cl, Br, I) 晶体的晶格常数与体模量的计算值与实验相差较小.与局域密度近似(LDA)相比, GGA更适合于 CuX(X = Cl, Br, I)晶体 的计算.这三者的价带都来源于Cu的3d态,导带部分主要来自Cu和卤素的s电子贡献,很少部分来自卤素的p电子 贡献.计算得到CuCl, CuBr, CuI的折射率分别为1.887, 2.015, 2.199,与应用Gladstone-Dale半经验关系得到 的结果符合得很好.

English Abstract

参考文献 (21)

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