Ab initio расчеты электронных свойств, частотная дисперсия диэлектрических коэффициентов и край оптического поглощения монокристаллов TlInS2<Sn>
Мустафаева С.Н.1, Асадов М.М.2,3, Гусейнова С.С.1, Гасанов Н.З.1, Лукичев В.Ф.4
1Институт физики Национальной академии наук Азербайджана, Баку, Азербайджан
2Институт катализа и неорганической химии им. акад. М. Нагиева НАН Азербайджана, Баку, Азербайджан
3Научно-исследовательский институт геотехнологических проблем нефти, газа и химия, Баку, Азербайджан
4Физико-технологический институт им. К.А. Валиева РАН, Москва, Россия
Email: solmust@gmail.com
Поступила в редакцию: 27 февраля 2022 г.
В окончательной редакции: 27 февраля 2022 г.
Принята к печати: 10 марта 2022 г.
Выставление онлайн: 29 марта 2022 г.
Представлены расчеты зонной структуры и плотности состояний для суперъячейки моноклинной сингонии TlInS2 и TlInS2<Sn> в рамках теории функционала плотности (DFT). Для корректного описания ширины запрещенной зоны (Eg) в DFT-расчетах учитывали кулоновское отталкивание, т. е. параметр Хаббарда (U). Показано, что максимум валентной зоны и минимум зоны проводимости TlInS2 расположены в центре (точка ) зоны Бриллюэна, что указывает к прямой энергии запрещенной зоны. Обсуждаются особенности распределения плотности электронных состояний в TlInS2 и TlInS2<Sn>. Синтезированы и затем выращены методом Бриджмена-Стокбаргера монокристаллы TlInS2, легированного 0.1 mol.% оловом (TlInS2<0.1 mol.% Sn>). Изучена частотная дисперсия диэлектрических коэффициентов и проводимости монокристалла TlInS2 и TlInS2<0.1 mol.% Sn> в области частот f=5·104-3.5·107 Hz. Показано, что в TlInS2<Sn> имеют место релаксационные потери. Установлен прыжковый механизм переноса заряда на переменном токе в TlInS2<Sn>. В TlInS2<Sn> оценены параметры локализованных состояний, такие как плотность состояний вблизи уровня Ферми и их энергетический разброс, среднее время и расстояние прыжков, а также концентрация глубоких ловушек. Полученные из спектров оптического поглощения значения Eg для прямых оптических переходов в кристаллах TlInS2 и TlInS2<0.1 mol.% Sn> показывают, что при введении 0.1 mol.% Sn, замещающего атомы индия, величина Eg уменьшается, например, при 150 K от 2.539 (TlInS2) до 2.486 eV (TlInS2<0.1 mol.% Sn>). Из оптических измерений рассчитан средний температурный коэффициент ширины запрещенной зоны d Eg/d T=-7·10-4 eV/K для TlInS2<Sn>. Уменьшение ширины запрещенной зоны у монокристалла TlInS2<Sn> по отношению к TlInS2 составляет 16 meV при 300 K и 53 meV при 150 K. Ключевые слова: суперъячейка, полупроводниковый TlInS2, легирование оловом, моноклинная сингония, теория функционала плотности, электронная структура, монокристаллы, диэлектрические свойства, оптическое поглощение, перенос заряда, параметры локализованных состояний.
- С.Н. Мустафаева, М.М. Асадов, А.А. Исмайлов. ФТТ 51, 11, 2140 (2009). [S.N. Mustafaeva, M.M. Asadov, A.A. Ismailov. Phys. Solid State 51, 11, 2269 (2009). https://doi.org/10.1134/S1063783409110122]
- О.Б. Плющ, А.Ю. Шелег. Кристаллография 44, 5, 873 (1999). https://doi.org/10.1134/1.171106
- S.N. Mustafaeva, E.M. Kerimova, D.A. Guseinova. Phys. Status Solidi A 179, 199 (2000). https://doi.org/10.1002/1521-396X(200005)179:1<199::AID-PSSA199>3.0.CO;2-W
- K.R. Allakhverdiev, N.D. Akhmed-zade, T.G. Mamedov, T.S. Mamedov, Mir-Gasan Yu. Seidov. Low Temp. Phys. 26, 1, 56 (2000). https://doi.org/10.1063/1.593863
- K.R. Allakhverdiev, T.G. Mammadov, R.A. Suleymanov, N.Z. Gasanov. J. Phys.: Condens. Matter 15, 1291 (2003). https://doi.org/10.1088/0953-8984/15/8/313
- A.F. Qasrawi, N.M. Gasanly. J. Mater. Sci. 41, 3569 (2006). https://doi.org/10.1007/s10853-005-5618-0
- W. Henkel, H.D. Hochheimer, C. Carlone, A. Werner, S. Ves, H.G.v. Schnering. Phys. Rev. B 26, 6, 3211 (1982). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.26.3211
- H. Hahn, B. Wellman. Naturwis. 54, 2, 42 (1967). https://doi.org/10.1007/bf00680166
- T.J. Isaacs, J.D. Feichtner. J. Solid State Chem. 14, 3, 260 (1975). https://doi.org/10.1016/0022-4596(75)90030-4
- K.-J. Range, G. Engert, W.A. Muller, A. Weiss. Z. Naturforsch. B 29, 181 (1974). https://doi.org/10.1515/znb-1974-3-410
- S. Kashida, Y. Kobayashi. J. Phys.: Condens. Matter 11, 4, 1027 (1999). https://doi.org/10.1088/0953-8984/11/4/010
- С.Н. Мустафаева, М.М. Асадов. ФТТ 40, 4, 612 (1998)
- А.У. Шелег, В.В. Шевцова, В.Г. Гуртовой, С.Н. Мустафаева. Поверхность, рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования 11, 39 (2013). [A.U. Sheleg, V.V. Shautsova, V.G. Hurtavy, S.N. Mustafaeva. J. Surf. Invest.: X-Ray, Synchrotron and Neutron Techniques 7, 6, 1052 (2013). https://doi.org/10.1134/s1027451013060190]
- M. Isik, N.M. Gasanly, F. Korkmaz. Phys. B: Condens. Matter 421, 50 (2013). https://doi.org/10.1016/j.physb.2013.03.046
- С.Н. Мустафаева, М.М. Асадов, В.А. Рамазанзаде. ФТТ 38, 1, 14 (1996)
- S. Kazan, M. Acikgoz, F.A. Mikailov, T. Mammadov, B. Aktas. Ph. Transit 81, 6, 581 (2008). https://doi.org/10.1080/01411590802017476
- T. Babuka, O.O. Gomonnai, K.E. Glukhov, L.Yu. Kharkhalis, A.V. Gomonnai, M. Makowska-Janusik. Low Temp. Phys. 48, 57 (2022). https://doi.org/10.1063/10.0008965
- М.М. Асадов, С.Н. Мустафаева, С.С. Гусейнова, В.Ф. Лукичев, Д.Б. Тагиев. ФТТ 63, 5, 680 (2021). [M.M. Asadov, S.N. Mustafaeva, S.S. Guseinova, V.F. Lukichev, D.B. Tagiev. Phys. Solid State 63, 5, 797 (2021). https://doi.org/10.1134/S1063783421050036]
- С.Н. Мустафаева, М.М. Асадов, С.С. Гусейнова, В.Ф. Лукичев, Д.Б. Тагиев. ФТТ 64, 1, 46 (2022). https://doi.org/10.21883/FTT.2022.01.51830.182.
- С.Н. Мустафаева, М.М. Асадов, С.С. Гусейнова, А.И. Джабаров, В.Ф. Лукичев. ФТТ 64, 4, 428 (2022). https://doi.org/10.21883/FTT.2022.04.52182.251
- М.М. Асадов, С.Н. Мустафаева, С.С. Гусейнова, В.Ф. Лукичев. ФТТ 64, 5, 528 (2022). https://doi.org/10.21883/FTT.2022.05.52332.270
- S.N. Mustafaeva, M.M. Asadov, E.M. Kerimova, N.Z. Gasanov. Inorg. Mater. 49, 12, 1175 (2013). https://doi.org/10.1134/S0020168518070099
- М.М. Асадова, С.Н. Мустафаева, С.С. Гусейнова, В.Ф. Лукичев. Микроэлектроника 51, 2, 125 (2022). https://doi.org/10.31857/S0544126922010021
- T. Babuka, O.O. Gomonnai, K.E. Glukhov, L.Yu. Kharkhalis, M. Sznajder, D.R.T. Zahn. Acta Phys. Pol. A 136, 4, 640 (2019). https://doi.org/10.12693/APhysPolA.136.640
- O.V. Korolik, S.A. Kaabi, K. Gulbinas, A.V. Mazanik, N.A. Drozdov, V. Grivickas. J. Lumin. 187, 507 (2017). https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2017.03.065
- N.F. Mott, E.A. Davis. Electronic Processes in Non-Crystalline Materials. OUP Oxford (2012). 590 p. ISBN: 9780199645336
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.