بررسی ویژگی‌های الکترونی و اپتیکی سدیم سولفید (Na2S) در فاز ساختاری اورتورومبیک

نوع مقاله: مقاله پژوهشی کامل

نویسندگان

1 دانشیار/ شهید چمران اهواز

2 دانشجو/ دانشگاه شهید چمران

3 استادیار/ دانشگاه شهید چمران اهواز

4 دانشجو/دانشگاه شهید چمران

چکیده

در این مقاله ویژگی‌های الکترونی و اپتیکی(Na2S سدیم سولفید) در فازساختاری اورتورومبیک موردبررسی قرارگرفته است. محاسبات در چارچوب نظریۀ تابعی چگالی و روش امواج تخت تقویت‌شدۀ خطی با پتانسیل کامل و با استفاده از کد محاسباتی Wien2k انجام‌شده‌اند. نتایج ساختار نواری نشان می‌دهد که سدیم‌سولفید در فاز ساختاری اورتورومبیک دارای یک گاف نواری مستقیم درنقطۀ Γ به‌اندازۀ 2/405 الکترون‌ولت می‌باشد، که بیشترین سهم در نوار ظرفیت مربوط به اتم گوگرد و در نوار رسانش مربوط به اتم سدیم است. ویژگی‌های اپتیکی به‌دست‌آمده شامل تابع دی‌الکتریک، ضریب شکست، ضریب خاموشی، ضریب جذب و طیف اتلاف هستند. باتوجه به نتایج به‌دست‌آمده مقدار بیشینۀ سهم موهومی تابع دی‌الکتریک که بیانگر بیشینۀ جذب و خاموشی است به‌ازای انرژی 5/5 الکترون‌ولت رخ می‌دهد و مقدار بیشینۀ سهم حقیقی تابع دی‌الکتریک که نشانگر بیشینۀ بازتاب و شکست است در انرژی‌های نزدیک به 5/4 الکترون‌ولت مشاهده می‌شود. نتایج به‌دست‌آمده با دیگر داده‌های موجود سازگاری خوبی دارند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Calculation of electronic and optical properties of Na2S in the orthorombic phase

نویسندگان [English]

  • hamdollah salehi 1
  • Amal Abdollahi 2
2 Student/ shahid chamran university
چکیده [English]

In this paper, the electronic and optical properties of Na2S in orthorhombic structural phase have been investigated. Calculations have been performed by using wien2k package which is based on density functional theory and FP-LAPW method. From the calculated band structure, band gap is about 2.405eV. In valence band S atoms mostly contributed and in conduction band Na atoms.
The optical properties resulting are including the dielectric function, refractive index, extinction coefficient, absorption coefficient and Energy Loss function.According to the obtained results that indicate the maximum amount contribution imaginary dielectric function absorption and extinctions for energy absorption occurs and the maximum 5.5 eV and the maximum value of the real part dielectric function that indicates the maximum reflectance and energy refractive is observed near 5.4 eV. The results are good agreement with other available data.

کلیدواژه‌ها [English]

  • band gap
  • extinction index
  • Energy loss function
  • Density functional theory
  • Na2S

[1] R.D. Eithiraj, G. Jaiganesh, G. Kalpana, M. Rajagopalan, First principle study of electronic structure and ground state properties of alkali metal sulfides Li2S, Na2S, K2S and Rb2S, physica status solidi 224 (2007) 1337-1346.

[2] G. Lindberg, A. Larsson, M. Reberg,R. Bostrom, R. Backman,A. Nordin, Determination ofthermodynamic properties of Na2S using solid state EMF measurement, The Journal of Chemical Thermodynamics 39 (2007) 44-48.

[3] A. Vegas, A. Grzenchnik, K. Syssen, I. Loa, M. Hanfland, M. Jansen, Reversible phase transition in Na2S under pressure a comparision with cation array in Na2SO4,ActaCrystallographica Section B 57 (2001) 151-156.

[4] P Blaha, Improved and updated Unix version of the original copyrighted WIEN-code, Computer Physics Communications 59 (1990) 339.

[5] H. Khachai, D. Rached, B. Soudini, FP-LAPW+LO calculation of electronic and optical properties of alkali metal sulfides under pressure, journal of physics condensed matter21 (2009) 095404.

[6] C. Kittel, Introduction to Solid State Physics, John Wiley & Sons, Inc, New York, (1996).

[7] S.W. Koch, Quantum theory of the optical and electronic properties of semiconductors, World Scientific Publishing Company Incorporated, (1994).

[8] A.M. Fox,M. Fox, Optical properties of solids,Oxford university press New York, (2001).

[9] K. Wakamura, Roles of phonon amplitude and low-energy optical phonons on superionic conduction, Physical Review B 56 (1997) 11593.