搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

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

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

焦照勇, 郭永亮, 牛毅君, 张现周
PDF
导出引用
导出核心图
  • 采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理超软赝势方法对缺陷黄铜矿结构XGa2S4 (X=Zn, Cd, Hg)晶体的晶格结构、电学以及光学性质进行了对比研究. 分析比较了它们的晶格常数、键长、能带结构、态密度、介电函数、折射率和反射系数等性质, 并总结其变化趋势. 结果表明: 这三种材料的光学性质在中间能量区域(4 eV10 eV)表现出较强的各向异性, 而在低能区域(4 eV)和高能区域(10 eV)各向异性较弱. ZnGa2S4和HgGa2S4两种材料的折射率曲线在等离子体频率p处有一明显的拐点, 反射系数在p处达到最大值后急剧下降. 三种晶体的强反射峰均处于紫外区域, 因此可以用作紫外光屏蔽或紫外探测材料.
    • 基金项目: 教育部科学技术研究重点项目(批准号: 212104)和河南省教育厅自然科学研究计划项目(批准号: 2011A140010)资助的课题.
    [1]

    Georgobiani A N, Radautsan S I, Tiginyanu I M 1985 Sov. Phys. Semicond. 19 121

    [2]

    Ouahrani T, Reshak A H, Khenata R, Amrani B, Mebrouki M, Otero-de-la-Roza A, Luaña V 2010 J. Solid State Chem. 183 46

    [3]

    Fuentes-Cabrera M 2001 J. Phys.: Condens. Matter 13 10117

    [4]

    Sasaki M, Ozaki S, Adachi S 2005 Phys. Rev. B 72 045218

    [5]

    Ozaki S, Muto K, Adachi S 2003 J. Phys. Chem. Solids 64 1935

    [6]

    Manjón F J, Gomis O, Rodríguez-Hernández P, Pérez-González E, Muñoz A, Errandonea D, Ruiz-Fuertes J, Segura A, Fuentes-Cabrera M, Tiginyanu I M, Ursaki V V 2010 Phys. Rev. B 81 195201

    [7]

    Jing X S, Lambrecht W R L 2004 Phys. Rev. B 69 035201

    [8]

    Jing X S, Yan Y C, Yuan S M, Mi S, Niu Z G, Liang J Q 2010 Chin. Phys. B 19 107104

    [9]

    Chen D, Xiao H Y, Jia W, Chen H, Zhou H G, Li Y, Ding K N, Zhang Y F 2012 Acta Phys. Sin. 61 127103 (in Chinese) [陈懂, 肖河阳, 加伟, 陈虹, 周和根, 李奕, 丁开宁, 章永凡 2012 物理学报 61 127103]

    [10]

    Ma S H, Jiao Z Y, Zhang X Z 2012 J. Mater. Sci. 47 3849

    [11]

    Jiao Z Y, Guo Y L, Zhang X Z, Ma S H 2012 Chin. Phys. B 21 123101

    [12]

    Hahn H, Frank G, Klinger W, Störger A D Störger G 1955 Z. Anorg. Allg. Chem. 279 241

    [13]

    Kim H G, Kim W T 1990 Phys. Rev. B 41 8541

    [14]

    Popovich N I, Dovgoshei N I, Kacher I E1998 Tech. Phys. Lett. 24 242

    [15]

    Syrbu N N, Tezlevan V E 1995 Physica B 210 43

    [16]

    Suslikov L M, Gadmashi Z P, Kovach D S, Slivka V Y 1982 Opt. Spectrosc. (U.S.S.R.) 53 283

    [17]

    Samanta L K, Ghosh D K, Ghosh P S 1989 Phys. Rev. B 39 10261

    [18]

    Ursaki V V, Ricci P C, Tiginyanu I M, Anedda A, Syrbu N N, Tezlevan V E 2002 J. Phys. Chem. Solids 63 1823

    [19]

    Haeuseler H, Wäschenbach G, Lutz H D 1985 Phys. Stat. Sol. (B) 129 549

    [20]

    Huang S P, Wu D S, Li X D, Lan Y Z, Zhang H, Gong Y J, Li F F, Shen J, Cheng W D 2005 Chin. Phys. 14 1631

    [21]

    Mori-Sánchez P, Cohen A J, Yang W 2008 Phys. Rev. Lett. 100 146401

    [22]

    Saha S, Sinha T P, Mookerjee A 2000 Phys. Rev. B 62 8828

    [23]

    Godby R W, Schlter M and Sham L J 1988 Phys. Rev. B 37 10159

    [24]

    Hybertsen M S and Louie S G 1986 Phys. Rev. B 34 5390

    [25]

    Fox M, 2001 Optical Properties of Solids (New York: Oxford University Press) p143

  • [1]

    Georgobiani A N, Radautsan S I, Tiginyanu I M 1985 Sov. Phys. Semicond. 19 121

    [2]

    Ouahrani T, Reshak A H, Khenata R, Amrani B, Mebrouki M, Otero-de-la-Roza A, Luaña V 2010 J. Solid State Chem. 183 46

    [3]

    Fuentes-Cabrera M 2001 J. Phys.: Condens. Matter 13 10117

    [4]

    Sasaki M, Ozaki S, Adachi S 2005 Phys. Rev. B 72 045218

    [5]

    Ozaki S, Muto K, Adachi S 2003 J. Phys. Chem. Solids 64 1935

    [6]

    Manjón F J, Gomis O, Rodríguez-Hernández P, Pérez-González E, Muñoz A, Errandonea D, Ruiz-Fuertes J, Segura A, Fuentes-Cabrera M, Tiginyanu I M, Ursaki V V 2010 Phys. Rev. B 81 195201

    [7]

    Jing X S, Lambrecht W R L 2004 Phys. Rev. B 69 035201

    [8]

    Jing X S, Yan Y C, Yuan S M, Mi S, Niu Z G, Liang J Q 2010 Chin. Phys. B 19 107104

    [9]

    Chen D, Xiao H Y, Jia W, Chen H, Zhou H G, Li Y, Ding K N, Zhang Y F 2012 Acta Phys. Sin. 61 127103 (in Chinese) [陈懂, 肖河阳, 加伟, 陈虹, 周和根, 李奕, 丁开宁, 章永凡 2012 物理学报 61 127103]

    [10]

    Ma S H, Jiao Z Y, Zhang X Z 2012 J. Mater. Sci. 47 3849

    [11]

    Jiao Z Y, Guo Y L, Zhang X Z, Ma S H 2012 Chin. Phys. B 21 123101

    [12]

    Hahn H, Frank G, Klinger W, Störger A D Störger G 1955 Z. Anorg. Allg. Chem. 279 241

    [13]

    Kim H G, Kim W T 1990 Phys. Rev. B 41 8541

    [14]

    Popovich N I, Dovgoshei N I, Kacher I E1998 Tech. Phys. Lett. 24 242

    [15]

    Syrbu N N, Tezlevan V E 1995 Physica B 210 43

    [16]

    Suslikov L M, Gadmashi Z P, Kovach D S, Slivka V Y 1982 Opt. Spectrosc. (U.S.S.R.) 53 283

    [17]

    Samanta L K, Ghosh D K, Ghosh P S 1989 Phys. Rev. B 39 10261

    [18]

    Ursaki V V, Ricci P C, Tiginyanu I M, Anedda A, Syrbu N N, Tezlevan V E 2002 J. Phys. Chem. Solids 63 1823

    [19]

    Haeuseler H, Wäschenbach G, Lutz H D 1985 Phys. Stat. Sol. (B) 129 549

    [20]

    Huang S P, Wu D S, Li X D, Lan Y Z, Zhang H, Gong Y J, Li F F, Shen J, Cheng W D 2005 Chin. Phys. 14 1631

    [21]

    Mori-Sánchez P, Cohen A J, Yang W 2008 Phys. Rev. Lett. 100 146401

    [22]

    Saha S, Sinha T P, Mookerjee A 2000 Phys. Rev. B 62 8828

    [23]

    Godby R W, Schlter M and Sham L J 1988 Phys. Rev. B 37 10159

    [24]

    Hybertsen M S and Louie S G 1986 Phys. Rev. B 34 5390

    [25]

    Fox M, 2001 Optical Properties of Solids (New York: Oxford University Press) p143

  • [1] 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. 物理学报, 2012, 61(3): 036105. doi: 10.7498/aps.61.036105
    [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
    [4] 焦照勇, 杨继飞, 张现周, 马淑红, 郭永亮. 闪锌矿GaN弹性性质、电子结构和光学性质外压力效应的理论研究. 物理学报, 2011, 60(11): 117103. doi: 10.7498/aps.60.117103
    [5] 汪志刚, 张杨, 文玉华, 朱梓忠. ZnO原子链的结构稳定性和电子性质的第一性原理研究. 物理学报, 2010, 59(3): 2051-2056. doi: 10.7498/aps.59.2051
    [6] 潘洪哲, 周海平, 祝文军, 徐 明. β-Si3N4电子结构和光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2006, 55(7): 3585-3589. doi: 10.7498/aps.55.3585
    [7] 郭建云, 陈敬中, 郑 广, 何开华. Al,Mg掺杂GaN电子结构及光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2008, 57(6): 3740-3746. doi: 10.7498/aps.57.3740
    [8] 梁伟华, 丁学成, 褚立志, 邓泽超, 郭建新, 吴转花, 王英龙. 镍掺杂硅纳米线电子结构和光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2010, 59(11): 8071-8077. doi: 10.7498/aps.59.8071
    [9] 陈秋云, 赖新春, 王小英, 张永彬, 谭世勇. UO2的电子结构及光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2010, 59(7): 4945-4949. doi: 10.7498/aps.59.4945
    [10] 杜玉杰, 常本康, 张俊举, 李飙, 王晓晖. GaN(0001)表面电子结构和光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2012, 61(6): 067101. doi: 10.7498/aps.61.067101
    [11] 宋庆功, 刘立伟, 赵辉, 严慧羽, 杜全国. YFeO3的电子结构和光学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2012, 61(10): 107102. doi: 10.7498/aps.61.107102
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  875
  • PDF下载量:  1093
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2012-09-21
  • 修回日期:  2012-11-23
  • 刊出日期:  2013-04-05

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

  • 1. 河南师范大学物理与电子工程学院, 新乡 453007
    基金项目: 

    教育部科学技术研究重点项目(批准号: 212104)和河南省教育厅自然科学研究计划项目(批准号: 2011A140010)资助的课题.

摘要: 采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理超软赝势方法对缺陷黄铜矿结构XGa2S4 (X=Zn, Cd, Hg)晶体的晶格结构、电学以及光学性质进行了对比研究. 分析比较了它们的晶格常数、键长、能带结构、态密度、介电函数、折射率和反射系数等性质, 并总结其变化趋势. 结果表明: 这三种材料的光学性质在中间能量区域(4 eV10 eV)表现出较强的各向异性, 而在低能区域(4 eV)和高能区域(10 eV)各向异性较弱. ZnGa2S4和HgGa2S4两种材料的折射率曲线在等离子体频率p处有一明显的拐点, 反射系数在p处达到最大值后急剧下降. 三种晶体的强反射峰均处于紫外区域, 因此可以用作紫外光屏蔽或紫外探测材料.

English Abstract

参考文献 (25)

目录

    /

    返回文章
    返回