Енергетична зонна структура, оптичні властивості і хімічний зв'язок кристалу Cu<sub>7</sub>SiS<sub>5</sub>I

Автор(и)

  • Д. И. Блецкан Ужгородський національний університет, Україна
  • И. П. Студеняк Ужгородський національний університет, Україна
  • В. В. Вакульчак Ужгородський національний університет, Україна

DOI:

https://doi.org/10.24144/2415-8038.2018.44.82-91

Ключові слова:

Аргіродит, Електронна структура, Густина станів, Просторовий розподіл валентного заряду, Оптичні функції

Анотація

Першопринципним методом теорії функціонала густини (DFT) в наближенні LDA+U проведені розрахунки зонної структури, повної і парціальних густин електронних станів, просторового розподілу густини електронного заряду і оптичних функцій: діелектричної проникності, показника заломлення, коефіцієнтів відбивання і поглинання кристала Cu7SiS5I. За результатами розрахунку Cu7SiS5I є прямозонним напівпровідником з розрахованою шириною забороненої зони = 2.34 еВ, близькою до експериментально визначеної  = 2.25 еВ.

Посилання

Laqibi M., Cros B., Peytavin S., Ribes M. New silver superionic conductors Ag7XY5Z (X = Si, Ge, Sn; Y = S, Se; Z = Cl, Br, I)-synthesis and electrical studies // Solid State Ionics. – 1987. – V. 23, № 1–2. – P. 21–26.

Studenyak I.P., Kranjčec M., Bilanchuk V.V., Dziaugys A., Banys J., Orliukas A.F. Influence of cation substitution on electrical conductivity and optical absorption edge in Cu7(Ge1–xSix)S5I mixed crystals // Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics. – 2012. – V. 15, № 3. – P. 227–231.

Studenyak I.P, Kranjcec M., Kovacs Gy.Sh., Desnica-Frankovic I.D., Molnar A.A., Panko V.V., Slivka V.Yu. Electrical and optical absoprtion studies of Cu7GeS5I fast-ion conductor // J. Phys. Chem. Solids. – 2002. – V. 63. – P. 267–271.

Studenyak I.P., Kokhan O.P., Kranjčec M., Bilanchuk V.V., PankoV.V. Influence of SSe substitution on chemical and physical properties of Cu7Ge(S1-xSex)5I superionic solid solutions // J. Phys. Chem. Solids. – 2007. – V. 68. – P. 1881–1884.

Studenyak I.P., Kokhan O.P., Kranjčec M., Hrechyn M.I., Panko V.V. Crystal growth and phase interaction studies in the Cu7GeS5I–Cu7SiS5I superionic system // Journal of Crystal Growth. – 2007. – V. 306, № 2. – P. 326–329.

Кохан О.П., Стасюк Ю.М., Панько В.В., Ковач С.К. Одержання і електро-хімічні властивості твердих розчинів системи Cu7SiS5I – Cu7GeS5I // Науко-вий вісник Ужгородського університе-ту. Серія Хімія. – 2003. – Вип. 10. – С. 22–25.

Біланчук В.В., Раті Й.Й., Студеняк І.П., Баніс Ю. Електрична провідність та край поглинання кристалів Cu7SiS5I // Науковий вісник Ужгородського університету. Серія Фізика. – 2013. – Вип. 34. – С. 34–39.

МПК: G01N 27/333. Патент України на винахід № 84215. Застосування монокристалів купрум йодиду-пентатіосилікату Cu7SiS5I як матеріалу мембрани іоноселективного електрода для визначення купруму в кислих роз-чинах. Опуб. 25.09.2008, Бюл. № 18. Гречин М.І., Кохан О.П., Студеняк І.П., Ковач С.К., Стасюк Ю.М., Панько В.В.

Nilges T., Pfitzner A. A structural differentiation of quaternary copper argyrodites: Structure – property relations of high temperature ion conductors // Z. Kristallogr. – 2005. – V. 220. – P. 281–294.

Hohenberg P., Kohn W. Inhomogeneous Electron Gas // Phys. Rev. – 1964. – V. 136, № 3. – P. B864–B871.

Kohn W., Sham L.J. Self-Consistent Equations Including Exchange and Correlation Effects // Phys. Rev. – 1965. – V. 140, № 4. – P. A1133–A1138.

SIESTA is both a method and its computer program implementation, to perform efficient electronic structure calculations and ab initio molecular dynamics simulations of molecules and solids [Електронний ресурс] / Режим доступу : http://icmab.cat/leem/siesta/.

Soler J.M., Artacho E., Gale J.D. [et al.] The SIESTA method for ab initio order-N materials simulation // J. Phys.: Condens. Matter. – 2002. – V. 14, №11. – P. 2745–2779.

Anisimov V.I., Aryasetiawan F., Lichtenstein A.I. First-principles calculations of the electronic structure and spectra of strongly correlated systems: the LDA+U method // J. Phys.: Condens. Matter. – 1997. – V. 9, № 4. – P. 767–808.

Wu Y., Chen G., Zhu Y. [et. al] LDA+U/GGA+U calculations of structural and electronic properties of CdTe: Dependence on the effective U parameter // Comp. Mat. Sci. – 2015. – V. 98. – P. 18–23.

Bachelet G.B., Hamann D.R., Schlüter M. Pseudopotentials that work: From H to Pu // Phys. Rev. B. – 1982. – V. 26, № 8. – P. 4199–4228.

Hartwigsen C., Goedecker S., Hutter J. Relativistic separable dual-space Gaussian pseudopotentials from H to Rn // Phys. Rev. B. – 1998. – V. 58, № 7. – P. 3641–3662.

Chadi D.J., Cohen M.L. Special Points in the Brillouin Zone // Phys. Rev. B. – 1973. – V. 8, № 12. – P. 5747–5753.

Monkhorst H.J., Pack J.D. Special points for Brillouin-zone integrations // Phys. Rev. B. – 1976. – V. 13, № 12. – P. 5188–5192.

Lukashev P., Lambrecht W. R. L., Kotani T., van Schilfgaarde M. Electronic and crystal structure of Cu2−xS: Full-potential electronic structure calculations // Phys. Rev. B. – 2007. – V. 76. – P. 195202-1–195202-14

Блецкан Д.І., Кампов Ю.В. Електронна структура Cu2SiS3 // Сьомий семінар «Властивості сегнетоелектричних і суперіонних систем». – Україна, Ужгород, 24 квітня, 2017 р., С. 22–23.

Блецкан Д.І., Студеняк І.П., Вакульчак В.В., Блецкан М.М. Електронна структура і хімічний зв’язок суперіонного провідника Cu7GeS5I // Науковий вісник Ужгородського університету. Серія Фізика. – 2017. – Вип. 41. – C. 41–50.

Bletskan D., Studenyak I., Bletskan M., Vakulchak V. Electronic structure of Ag7GeS5I superionic compound // 2nd International Conference on Condensed Matter and Applied Physics (ICC 2017). AIP Conf. Proc. – 2018. – V. 1953 С. – P. 110014-1–110014-4.

Соболев В.В., Немошкаленко В.В. Электронная структура твердых тел в области фундаментального края поглощения. – Киев: Наук. думка, 1992. – 568 с.

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-12-31

Номер

Том 44 (2018)

Розділ

Статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 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).