DFT-розрахунки просторової та електронної структури кристалів Sn<sub>2</sub>P<sub>2</sub>S<sub>6</sub> в пара- та сегнетофазах

Автор(и)

  • О. І. Чобаль Ужгородський національний університет, Україна
  • І. М. Різак Дніпропетровський національний університет, Україна
  • В. М. Різак Ужгородський національний університет, Україна

DOI:

https://doi.org/10.24144/2415-8038.2008.22.17-24

Ключові слова:

DFT-розрахунки, Структура, Кристали, Sn2P2S6

Анотація

Проведено ab initio розрахунки просторової та електронної будови двох відомих структурних модифікацій кристала Sn2P2S6: сегнетофази та парафази методом функціонала густини (DFT). Аналіз отриманих результатів свідчить про те, що в умовах оптимізації геометрії розглядувані структури зберігають топологію кристала Sn2P2S6, а розраховані значення геометричних параметрів відтворюють відповідні експериментальні результати. Виконано порівняльний аналіз електронної структури модифікацій кристалу Sn2P2S6 на основі розрахованих густин розподілу електронних станів (повних та спроектованих на атомні стани).  На основі аналізу атомних зарядів Гіршфельда та деформаційної електронної густини проведено порівняння типу хімічного зв’язку в різних структурних модифікаціях кристалу  Sn2P2S6.

Посилання

Семак Д.Г., Різак В.М., Різак І.М. Фото– термоструктурні перетворення халькогенідів.–Ужгород: Закарпаття, 1999. – 392 с.

Різак В.М., Різак І.М.Семак Д.Г. Функціональні халькогенідні напівпровідники.–Ужгород: Закарпаття, 2001. – 152 с.

Б.М. Воронин, Г.П. Приходько, С.А. Кириллов. Слоистые соединения в системах металл-фосфор-халькоген.– Киев: Наукова думка, 1992. – 208 с.

Vysochanskii Yu.M., Janssen T., Currat R., Folk R., Banys J., Grigas J., Samulionis V. Phase transitions in phosphorous chalcogenide ferroelectrics. Vilnius University Publishing House, –2006.

Майор М.М., Бовтун В.П., Поплавко Ю.М. и др. Диэлектрические свойства кристаллов Sn2P2S6// ФТТ.– 1984.– Т.26.– №3.– С. 659-664.

Высочанский Ю.М., Сливка В.Ю., Бутурлакин А.П., Гурзан М.И., Чепур Д.В. Мягкая мода в Sn2P2S6// //ФТТ.- 1978.– Т.20. – №1.– С. 90-93.

Бокотей А.А., Різак В.М. та ін. Температурна залежність м’яких фононних спектрів в Sn2P2S6 // УФЖ.– 1997.– Т.42.– №1.–С.55 – 62.

Eijt S.W.H., Currat R., Lorenzo J.E., Saint-Gregoire P., Hennion B., Vysochanskii Yu.M. Soft modes and phonon interactions in Sn2P2S6 studied by neutron scattering// Eur. Phys. J. B. – 1998.–V.5.–No.2. – P.169-179.

Rushchanskii K.Z., Vysochanskii Yu.M., Strauch D. Ferroelectricity, Nonlinear Dynamics, and Relaxation Effects in Monoclinic Sn2P2S6 // Phys. Rev. Letters , 99, 207601 (2007).

Ритус А.И., Рослик Н.С., Высочанский Ю.М., Грабар А.А., Сливка В.Ю. Мандельштам-бриллюэновское рассеяния света в кристалле Sn2P2S6 // ФТТ.– 1985.– Т.25.– №7.– С.2225-2228.

Moriya K., Kuniyoshi H., Tashita K., Ozaki Y., Yano S., Matsuo T. Ferroelectric Phase Transitions in Sn2P2S6 and Sn2P2Se6 Crystals// J. Phys. Soc. Jap.– 1998.– V.67. – No. 10 – P.3505-3511.

Rizak I., Chobal O. and Rizak V.. Investigation of local lattice instability in ferroelectrics Sn2P2S6 (first-principal calculations) // 12th International Conference on Phonon Scattering in Condensed Matter. PHONONS 2007. – Paris. – 2007. – P.85.

Квятковский О.Е. О природе сегнето-электричества в твердых растворах Sr1-xAxTiO3 и KTa1−xNbxO3 // ФТТ. – 2002.– Т.44.– №6.¬– С.1087–1095.

Різак І.М., Чобаль О.І., Різак В.М. Ab initio розрахунки електронних і коливальних спектрів сегнетоелектричних кристалів Sn2P2S6 // Науковий Вісник Ужгородського університету. Серія Фізика. – 2006. – Випуск 19. – С. 26–31.

Hohenberg P., Kohn W. Inhomogeneous electron gas // Phys. Rev. – 1964.– V.136.– P.864–871.

Gonze X.; Beuken J.-M.; Caracas R.; Detraux F.; Fuchs M.; Rignanese G.-M.; Sindic L.; Verstraete M.; Zerah G.; Jollet F.; Torrent M.; Roy A.; Mikami M.; Ghosez Ph.; Raty J.-Y.; Allan D.C. First-principle computation of material properties: the ABINIT software project// Comput. Materials Science. –2002. – V.25. – No.3. –P. 478–492.

URL http://www.abinit.org.

Goedecker S. Fast radix 2, 3, 4 and 5 kernels for Fast Fourier Transformations on computers with overlapping multiply-add instructions // SIAM Journal on Scientific Computing. – 1997. – V.18. – P.1605-1610

Payne M.C., Teter M.P., Allan D.C., Arias T.A., Joannopoulos J.D. Iterative minimization techniques for ab initio total-energy calculations: molecular dynamics and conjugate gradients // Rev. Mod. Phys. – 1992. – V.64. – Issue 4. – P.1045-1097.

Gonze X. First-principle responses of solids to atomic displacements and homogeneous electric fields: implementation of a conjugate-gradient algorithm.// Phys. Rev B. – 1997. – V.55. – Issue 16. – P.10337–10354.

Troullier N., Martins J.L. Efficient pseudopotentials for plane-wave calculations. II. Operators for fast iterative diagonalization.// Phys. Rev. B.– 1991. – V.43. – Issue 11. – P.8861-8869.

Monkhorst H.J., Pack J.D. Special points for Brillouin-zone integrations // Phys. Rev. B. – 1976. – V.13. – Issue 12. – P.5188-5192.

Schlegel H.B. Optimization of equilibrium geometries and transition structures // J. Comp. Chem. – 1982. – V.3. – Issue 2. – P.214-218.

Ворошилов Ю.В., Сливка В.Ю. Аноксидные материалы для электронной техники. Львов. – 1989. – 200 с.

Dittmar G., Shafer H. Die Struktur des Di-Zinn-Hexathiodiphosphates Sn2P2S6 // Z. Naturforsch. – 1974. – V.29b. – № 5-6. – S. 312-317.

Ворошилов Ю.В., Поторий М.В., Сейковская Л.А. и др. Кристаллическая структура Sn2P2S6// Кристаллография. – 1988. – Т.33. – Вып.5. – С. 1282-1283.

Blöchl P.E., Jepsen O., Andersen O.K. Improved tetrahedron method for Brillouin-zone integrations // Phys. Rev. B. – 1994. – V.49. – Issue 23. – P.16223-16233.

Hirshfeld F.L. Bonded-atom fragments for describing molecular charge densities // Theor. Chim. Acta. – 1977. – V.44. – No. 2. – P.129-138.

De Proft F., Van Alsenoy C., Peeters A., Langenaeker W. and Geerlings P. Atomic charges, dipole moments, and Fukui functions using the Hirshfeld partitioning of the electron density // J. Comp. Chem.– 2002. – V.23. – Issue 12. – P.1198-1209.

Журавлев Ю.Н., Поплавной А.С. Вычисление электронной плотности MgCO3 по методу подрешеток // ФТТ.– 2001. – Т.43. – №11.¬– С.1984 – 1987.

##submission.downloads##

Опубліковано

2008-06-30

Номер

Том 22 (2008)

Розділ

Статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2008 Науковий вісник Ужгородського університету. Серія Фізика

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
    1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
    2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
    3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).