مطالعه خواص الکترونی و اپتیکی کلکوژنیدهای چهارتایی ( Cu2-II-IV-VI4(II=Zn,Cd; IV=Ge,Sn; VI=S,Se,Te با استفاده از تقریب‌های GGA و mBJ-GGA

نوع مقاله: مقاله پژوهشی کامل

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی دانشگاه لرستان

2 مربی حق التدریس

چکیده

در این مطالعه، با استفاده از روش امواج تخت بهساخته خطی با پتانسیل کامل در چارچوب نظریه‌ی تابعی چگالی، ویژگی‌های الکترونی و اپتیکی کلکوژنیدهای چهارتایی Cu2-II-IV-VI4(II=Zn,Cd; IV=Ge,Sn; VI=S,Se,Te) در ساختار حالت پایه بررسی و نتایج به دست آمده با داده‌های تجربی موجود مقایسه شده‌اند. ویژگی‌های اپتیکی با محاسبه قسمت‌های حقیقی و موهومی تابع دی‌الکتریک، طیف اتلاف انرژی الکترون و ضریب جذب با استفاده از تقریب فاز کاتوره‌ای (RPA) بررسی شده است. ضمن تحلیل ساختارهای اصلی در طیف‌‌های قسمت‌ حقیقی و موهومی تابع دی‌الکتریک و اتلاف انرژی الکترون، مقادیر ثابت دی‌الکتریک استاتیک برای این ترکیبات محاسبه شده است. برجسته‌ترین ویژگی این ترکیبات، ضریب جذب بالا و طیف جذب پهن آن‌ها می‌باشد که پارامتر مناسبی جهت بکارگیری در سلول‌های خورشیدی است. در بررسی خواص الکترونی، ساختار نواری ترکیبات با استفاده از سه تقریب PBE-GGA، EV-GGA و mBJ-GGA محاسبه و تاثیر تابعی تبادلی-همبستگی بر روی گاف این ترکیبات بررسی شده است. در مقایسه با GGA، انرژی گاف از روش mBJ-GGA توافق بهتری با نتایج تجربی موجود ‌‌دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Electronic and optical properties of Cu2-II-IV-VI4(II=Zn,Cd; IV=Ge,Sn; VI=S,Se,Te) quaternary chalcogenides using GGA and mBJ-GGA approximations

نویسندگان [English]

  • mehrdad dadsetani 1
  • Razieh Momeni feili 2
  • Azadeh Beiranvand 2
چکیده [English]

Electronic and optical properties of Cu2-II-IV-VI4(II=Zn,Cd; IV=Ge,Sn; VI=S,Se,Te) quaternary chalcogenides are calculated using the full potential linearized augmented plane wave (FP-LAPW) method within the density functional theory (DFT) and the calculated results are compared with the available experimental results. The real and imaginary parts of the dielecteric function ԑ(ω), the electron energy loss function (EELS) and the optical absorption coefficient I(ω) are calculated within the random phase approximation (RPA). The prominent structures in the specrta of ԑ1(ω), ԑ2(ω) and EELS are discussed in detail and the static dielectric constants of these compounds are calculated . The most prominent feature of these compounds is their high absorption coefficient and wide absorption spectrum. It is an appropriate parameter for using in solar cells. The band structures are calculated using Perdew et al., Engel-Vosko and modified Becke-Johnson schemes and the effect of the exchange-correlation functional on the band gap of these compounds is investigated. It is shown that mBJ-GGA leads to a better result.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Quaternary chalcogenides
  • Density functional theory
  • Electronic and optical properties
  • GGA
  • mBJ