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LiBX2 (B=Ga, In; X= S, Se, Te)光学性质与力学性质的第一性原理计算

马天慧 庄志萍 任玉兰

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LiBX2 (B=Ga, In; X= S, Se, Te)光学性质与力学性质的第一性原理计算

马天慧, 庄志萍, 任玉兰

First-principles calculations of optical and mechanical properties of LiBX2 (B= Ga, In; X= S, Se, Te)

Ma Tian-Hui, Zhuang Zhi-Ping, Ren Yu-Lan
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  • 采用基于第一性原理的赝势平面波方法系统地计算了LiBX2 (B= Ga, In; X= S,Se,Te) 晶体的光学性质与力学性质. 由禁带宽度推断出晶体抗激光损伤阈值的大小顺序为LiGaS2 > LiInS2 > LiGaSe2 > LiInSe2 > LiGaTe2 > LiInTe2. 六种晶体在常压下均满足机械力学稳定性要求, 且铟化合物可塑性及延展性强于镓化合物. 这些晶体的静态电介电常数 ε1(0)、静态折射率n(0)和双折射率Δn 理论计算值与实验值相符. LiGaS2, LiInS2, LiGaSe2, LiInSe2和LiGaTe2五种化合物双折射率较高, 并且它们的吸收谱与反射谱在中远红外区是透过的, 因此可推断出这五种化合物可以成为优异的中远红外非线性光学材料.
    First-principles calculations of optical and mechanical properties of LiBX2 (B= Ga,In; X= S,Se,Te) are performed using plane-wave pseudopotential method. According to the order of band gaps, the order of laser induced damage thresholds is LiGaS2 > LiInS2 > LiGaSe2 > LiInSe2 > LiGaTe2 > LiInTe2. The elastic constants of these crystals can all meet the mechanical stability conditions at normal pressure, and the plasticitics and ductilities of indium compounds are better than those of gallium compounds. Theoretical values of average static electronic dielectric constant ε1(0), average ordinary refraction index n0 and birefringence index Δn of these crystals are in good agreement with the experimental data. LiGaS2, LiInS2, LiGaSe2, LiInSe2 and LiGaTe2 compounds have the large birefringences and their absorption and reflectivity spectra are transmissible through mid- and far-IR region, so the five crystals are likely to be promising materials for nonlinear optical applications in the mid- and far-IR region.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:50902027)、黑龙江省教育厅青年学术骨干项目(批准号: 1252G061)和牡丹江师范学院青年学术骨干基金(批准号:G201002) 资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50902027), the Research Project of Education Department of Heilongjiang Province (Grant No. 1252G061), and the Scientific Research Foundation of Mudanjiang Normal University (Grant No. G201002).
    [1]

    Isaenko L, Vasilyeva I, Merkulov A, Yelisseyev A, Lobanov S 2005 J. Cryst. Growth 275 217

    [2]

    Isaenko L, Yelisseyev A, Lobanov S, Krinitsin P, Petrov V, Zondy J J 2006 J. Non-Cryst. Solids 352 2439

    [3]

    Isaenko L, Vasilyeva I 2008 J. Cryst. Growth 310 1954

    [4]

    Kuriyama K, Nozaki T 1981 J. Appl. Phys. 52 6441

    [5]

    Kamijoh T, Nozaki T, Kuriyama K 1982 J. Appl. Phys. 53 761

    [6]

    Kamijoh T, Kuriyama K 1981 J. Cryst. Growth 51 6

    [7]

    Boyd G D, Kasper H M, Mcfee J H 1973 J. Appl. Phys. 44 2809

    [8]

    Dong C M, Wang S P, Tao X T 2006 J. Synth. Cryst. 35 785 (in Chinese) [董春明, 王善朋, 陶绪堂 2006 人工晶体学报 35 785]

    [9]

    Ma T H, Yang C H, Xie Y, Sun L, Lv W Q, Wang R, Zhu C Q, Wang M 2009 Comp. Mater. Sci. 47 99

    [10]

    Ma T H, Yang C H, Xie Y, Sun L, Lv W Q, Wang R, Ren Y L 2010 Physica B 405 363

    [11]

    Li L H, Li J Q, Wu L M 2008 J. Solid. State. Chem. 181 2462

    [12]

    Li Y L, Fan W L, Sun H G, Cheng X F, Li P, Zhao X 2009 J. Appl. Phys. 106 033704

    [13]

    Kosobutsky A V, Basalaev Yu M, Poplavnoi A S 2009 Phys. Status Solidi B 246 364

    [14]

    Beister H J, Ves S, Honle W, Syassen K 1991 Phys. Rev. B 43 9635

    [15]

    Ma T H, Yang C H, Zhu C Q, Sun L, Ren Y L 2010 J. Chin. Ceramic Soc. 38 1996 (in Chinese) [马天慧, 杨春晖, 朱崇强, 孙亮, 任玉兰 2010 硅酸盐学报 38 1996]

    [16]

    Su X, Liu T, Zhang G, Chen X G, Qin J G, Chen C T 2006 Chinese J. Inorg. Chem. 22 1163 (in Chinese) [苏旭, 刘涛, 张刚, 陈兴国, 秦金贵, 陈创天 2006 无机化学学报 22 1163]

    [17]

    Bai L, Lin Z S, Wang Z Z, Chen C T 2008 J. Appl. Phys. 103 083111

    [18]

    Isaenko L, Yelisseyev A, Lobanov S, Titov A, Petrov V, Zondy J J, Krinitsin P, Merkulov A, Vedenyapin V, Smirnova J 2003 Cryst. Res. Technol. 38 379

    [19]

    Isaenko L, Yelisseyev A, Lobanov S, Petrov V, Rotermund F, Zondy J J, Knippels G H M 2001 Mat. Sci. Semicon. Proc. 4 665

    [20]

    Petrov V, Isaenko L, Yelisseyev A, Krinitsin P, Vedenyapin V, Merkulov A, Zondy J J 2006 J. Non-Cryst. Solids 352 2434

    [21]

    Kühn G, Schumann B, Oppermann D, Neumann H, Sobotta H 1985 Anorg. Allg. Chem. 531 61

    [22]

    Isaenko L, Krinitsin P, Vedenyapin V, Yelisseyev A, Merkulov A, Zondy J J, Petrov V 2005 Cryst. Growth Des. 5 1325

    [23]

    Yu X, Luo X G, Chen G F, Shen J, Li Y X 2007 Acta Phys. Sin. 56 5366 (in Chinese) [宇霄, 罗晓光, 陈贵锋, 沈俊, 李养贤 2007 物理学报 56 5366]

    [24]

    Maxisch T, Ceder G 2006 Phys. Rev. B 73 174112

    [25]

    Haines J, Léger J M, Bocquillon G 2001 Annu. Rev. Mater.Res. 31 1

    [26]

    Fan C Z, Zeng S Y, Li L X, Zhan Z J, Liu R P, Wang W K, Zhang P, Yao Y G 2006 Phys. Rev. B 74 125118

    [27]

    Mattesini M, Ahuja R, Johansson B 2003 Phys. Rev. B 68 184108

    [28]

    Li D H, Zhu X L, Su W J, Cheng X L 2010 Acta Phys. Sin. 59 2004 (in Chinese) [李德华, 朱晓玲, 苏文晋, 程新路 2010 物理学报 59 2004]

    [29]

    Pugh S F 1954 Philos.Mag. 45 823

  • [1]

    Isaenko L, Vasilyeva I, Merkulov A, Yelisseyev A, Lobanov S 2005 J. Cryst. Growth 275 217

    [2]

    Isaenko L, Yelisseyev A, Lobanov S, Krinitsin P, Petrov V, Zondy J J 2006 J. Non-Cryst. Solids 352 2439

    [3]

    Isaenko L, Vasilyeva I 2008 J. Cryst. Growth 310 1954

    [4]

    Kuriyama K, Nozaki T 1981 J. Appl. Phys. 52 6441

    [5]

    Kamijoh T, Nozaki T, Kuriyama K 1982 J. Appl. Phys. 53 761

    [6]

    Kamijoh T, Kuriyama K 1981 J. Cryst. Growth 51 6

    [7]

    Boyd G D, Kasper H M, Mcfee J H 1973 J. Appl. Phys. 44 2809

    [8]

    Dong C M, Wang S P, Tao X T 2006 J. Synth. Cryst. 35 785 (in Chinese) [董春明, 王善朋, 陶绪堂 2006 人工晶体学报 35 785]

    [9]

    Ma T H, Yang C H, Xie Y, Sun L, Lv W Q, Wang R, Zhu C Q, Wang M 2009 Comp. Mater. Sci. 47 99

    [10]

    Ma T H, Yang C H, Xie Y, Sun L, Lv W Q, Wang R, Ren Y L 2010 Physica B 405 363

    [11]

    Li L H, Li J Q, Wu L M 2008 J. Solid. State. Chem. 181 2462

    [12]

    Li Y L, Fan W L, Sun H G, Cheng X F, Li P, Zhao X 2009 J. Appl. Phys. 106 033704

    [13]

    Kosobutsky A V, Basalaev Yu M, Poplavnoi A S 2009 Phys. Status Solidi B 246 364

    [14]

    Beister H J, Ves S, Honle W, Syassen K 1991 Phys. Rev. B 43 9635

    [15]

    Ma T H, Yang C H, Zhu C Q, Sun L, Ren Y L 2010 J. Chin. Ceramic Soc. 38 1996 (in Chinese) [马天慧, 杨春晖, 朱崇强, 孙亮, 任玉兰 2010 硅酸盐学报 38 1996]

    [16]

    Su X, Liu T, Zhang G, Chen X G, Qin J G, Chen C T 2006 Chinese J. Inorg. Chem. 22 1163 (in Chinese) [苏旭, 刘涛, 张刚, 陈兴国, 秦金贵, 陈创天 2006 无机化学学报 22 1163]

    [17]

    Bai L, Lin Z S, Wang Z Z, Chen C T 2008 J. Appl. Phys. 103 083111

    [18]

    Isaenko L, Yelisseyev A, Lobanov S, Titov A, Petrov V, Zondy J J, Krinitsin P, Merkulov A, Vedenyapin V, Smirnova J 2003 Cryst. Res. Technol. 38 379

    [19]

    Isaenko L, Yelisseyev A, Lobanov S, Petrov V, Rotermund F, Zondy J J, Knippels G H M 2001 Mat. Sci. Semicon. Proc. 4 665

    [20]

    Petrov V, Isaenko L, Yelisseyev A, Krinitsin P, Vedenyapin V, Merkulov A, Zondy J J 2006 J. Non-Cryst. Solids 352 2434

    [21]

    Kühn G, Schumann B, Oppermann D, Neumann H, Sobotta H 1985 Anorg. Allg. Chem. 531 61

    [22]

    Isaenko L, Krinitsin P, Vedenyapin V, Yelisseyev A, Merkulov A, Zondy J J, Petrov V 2005 Cryst. Growth Des. 5 1325

    [23]

    Yu X, Luo X G, Chen G F, Shen J, Li Y X 2007 Acta Phys. Sin. 56 5366 (in Chinese) [宇霄, 罗晓光, 陈贵锋, 沈俊, 李养贤 2007 物理学报 56 5366]

    [24]

    Maxisch T, Ceder G 2006 Phys. Rev. B 73 174112

    [25]

    Haines J, Léger J M, Bocquillon G 2001 Annu. Rev. Mater.Res. 31 1

    [26]

    Fan C Z, Zeng S Y, Li L X, Zhan Z J, Liu R P, Wang W K, Zhang P, Yao Y G 2006 Phys. Rev. B 74 125118

    [27]

    Mattesini M, Ahuja R, Johansson B 2003 Phys. Rev. B 68 184108

    [28]

    Li D H, Zhu X L, Su W J, Cheng X L 2010 Acta Phys. Sin. 59 2004 (in Chinese) [李德华, 朱晓玲, 苏文晋, 程新路 2010 物理学报 59 2004]

    [29]

    Pugh S F 1954 Philos.Mag. 45 823

  • [1] 杨顺杰, 李春梅, 周金萍. 磁无序及合金化效应影响Co2CrZ (Z = Ga, Si, Ge)合金相稳定性和弹性常数的第一性原理研究. 物理学报, 2022, 71(10): 106201. doi: 10.7498/aps.71.20212254
    [2] 邵栋元, 惠群, 李孝, 陈晶晶, 李春梅, 程南璞. Ca0.5Sr0.5TiO3弹性和热学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2015, 64(20): 207102. doi: 10.7498/aps.64.207102
    [3] 苏锐, 龙瑶, 姜胜利, 何捷, 陈军. 外部压力下β相奥克托金晶体弹性性质变化的第一性原理研究. 物理学报, 2012, 61(20): 206201. doi: 10.7498/aps.61.206201
    [4] 余本海, 陈东. α-, β-和γ-Si3N4 高压下的电子结构和相变: 第一性原理研究. 物理学报, 2012, 61(19): 197102. doi: 10.7498/aps.61.197102
    [5] 周大伟, 卢成, 李根全, 宋金璠, 宋玉玲, 包刚. 高压下金属Ba的结构稳定性以及热动力学的第一原理研究. 物理学报, 2012, 61(14): 146301. doi: 10.7498/aps.61.146301
    [6] 李晓莉, 张连水, 孙江, 冯晓敏. 微波驱动精细结构能级跃迁引起的电磁诱导负折射效应. 物理学报, 2012, 61(4): 044202. doi: 10.7498/aps.61.044202
    [7] 余本海, 刘墨林, 陈东. 第一性原理研究Mg2 Si同质异相体的结构、电子结构和弹性性质. 物理学报, 2011, 60(8): 087105. doi: 10.7498/aps.60.087105
    [8] 赵昆, 张坤, 王家佳, 于金, 吴三械. Heusler合金Pd2 CrAl四方变形、磁性及弹性常数的第一性原理计算. 物理学报, 2011, 60(12): 127101. doi: 10.7498/aps.60.127101
    [9] 范开敏, 杨莉, 彭述明, 龙兴贵, 吴仲成, 祖小涛. 第一性原理计算α-ScDx(D=H,He)的弹性常数. 物理学报, 2011, 60(7): 076201. doi: 10.7498/aps.60.076201
    [10] 李世娜, 刘永. Cu3N弹性和热力学性质的第一性原理研究. 物理学报, 2010, 59(10): 6882-6888. doi: 10.7498/aps.59.6882
    [11] 黄茜, 张晓丹, 纪伟伟, 王京, 倪牮, 李林娜, 孙建, 耿卫东, 耿新华, 熊绍珍, 赵颖. Al2O3薄膜/纳米Ag颗粒复合结构的光吸收谱及增强Raman散射光谱研究. 物理学报, 2010, 59(4): 2753-2759. doi: 10.7498/aps.59.2753
    [12] 张加宏, 顾芳, 刘清惓, 顾斌, 李敏. 尺寸相关的弹性常数对应变硅纳米线电学性质的影响. 物理学报, 2010, 59(6): 4226-4234. doi: 10.7498/aps.59.4226
    [13] 罗春荣, 王连胜, 郭继权, 黄勇, 赵晓鹏. 电流变液调控的连通树枝状结构左手材料. 物理学报, 2009, 58(5): 3214-3219. doi: 10.7498/aps.58.3214
    [14] 李晓凤, 姬广富, 彭卫民, 申筱濛, 赵峰. 高压下固态Kr弹性性质、电子结构和光学性质的第一性原理计算. 物理学报, 2009, 58(4): 2660-2666. doi: 10.7498/aps.58.2660
    [15] 王海燕, 祝文军, 宋振飞, 刘绍军, 陈向荣, 贺红亮. 氦泡对铝的弹性性质的影响. 物理学报, 2008, 57(6): 3703-3708. doi: 10.7498/aps.57.3703
    [16] 刘娜娜, 宋仁伯, 孙翰英, 杜大伟. Mg2Sn电子结构及热力学性质的第一性原理计算. 物理学报, 2008, 57(11): 7145-7150. doi: 10.7498/aps.57.7145
    [17] 刘延辉, 李静波, 梁敬魁, 骆 军, 纪丽娜, 张继业, 饶光辉. La0.1Bi0.9-xEuxFeO3化合物的结构与性能研究. 物理学报, 2008, 57(10): 6476-6481. doi: 10.7498/aps.57.6476
    [18] 陈长波, 刘志明, 马琰铭, 崔 田, 刘冰冰, 邹广田. 压力及杂质氢对金属锂弹性特性的影响. 物理学报, 2007, 56(5): 2828-2832. doi: 10.7498/aps.56.2828
    [19] 周晶晶, 高 涛, 张传瑜, 张云光. Al的微观组态与LaNi3.75Al1.25的结构和弹性第一性原理研究. 物理学报, 2007, 56(4): 2311-2317. doi: 10.7498/aps.56.2311
    [20] 柳学榕, 胡泊, 刘文汉, 高琛. 扫描近场微波显微镜测量非线性介电常数的理论校准系数. 物理学报, 2003, 52(1): 34-38. doi: 10.7498/aps.52.34
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-09-13
  • 修回日期:  2012-04-09

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