Ab initio расчет структуры и частотные зависимости диэлектрических свойств новых полупроводников TlIn1-xTmxS2 (x=0.001 и 0.005)
Мустафаева С.Н.1, Асадов С.М.2,3, Гусейнова С.С1,4
1Институт физики МНОA, Баку, Азербайджан
2Институт катализа и неорганической химии им. М.Ф. Hагиева МНОA, Баку, Азербайджан
3Научно-исследовательский институт "Геотехнологические проблемы нефти, газа и химия" АГУНП, Баку, Азербайджан
4Университет Хазар, Баку, Азербайджан
Email: solmust@gmail.com
Поступила в редакцию: 3 февраля 2024 г.
В окончательной редакции: 3 февраля 2024 г.
Принята к печати: 4 февраля 2024 г.
Выставление онлайн: 22 апреля 2024 г.
Проведены исследования моноклинной структуры TlIn1-xTmxS2 в рамках теории функционала плотности (DFT). Рассмотрены случаи замещения атомов индия тулием. Параметры элементарной ячейки определялись в оптимизированных суперъячейках TlInS2 с учетом приближения локальной плотности. На основе расчетов моноклинной структуры с пространственной группой C/2c (координационное число Z=16, N 15) теоретически определены параметры решетки для слоистого кристалла TlIn1-xTmxS2 и сопоставлены с экспериментальными результатами. В кварцевых ампулах были синтезированы новые полупроводниковые поликристаллы составов TlIn1-xTmxS2 (x=0, 0.001 и 0.005), из которых методом направленной кристаллизации выращены соответствующие монокристаллы. Анализ рентгеновских дифрактограмм показывает, что все составы TlIn1-xTmxS2 имеют устойчивую моноклинную сингонию с пр. гр. C/2c. Вычисленные параметры элементарной ячейки образцов TlIn1-xTmxS2 подтверждают это. В монокристаллах изучены диэлектрические свойства в переменных электрических полях частотой f=5· 10^4-3.5·107 Hz при комнатной температуре. Установлены релаксационный характер диэлектрической проницаемости, природа диэлектрических потерь, а также прыжковый механизм переноса заряда в образцах TlIn1-xTmxS2. С использованием модели Мотта рассчитаны параметры локализованных состояний в кристаллах образцов TlIn1-xTmxS2. Показано, что по сравнению с нелегированным TlInS2 проводимость на переменном токе, плотность локализованных состояний вблизи уровня Ферми, среднее расстояние и время прыжков носителей заряда в TlIn1-xTmxS2 увеличиваются. Ключевые слова: моноклинная структура, DFT LDA, монокристалл TlInS2, влияние легирования, примесь тулия, параметры элементарной ячейки, диэлектрическая проницаемость, прыжковая проводимость, частотная дисперсия, диэлектрические потери.
- С.Н. Мустафаева, М.М. Асадов. ФТТ 61, 11, 2030 (2019). [S.N. Mustafaeva, M.M. Asadov. Phys. Solid State 51, 11, 1999 (2004). https://doi.org/10.1134/S1063783419110246]
- О.Б. Плющ, А.Ю. Шелег. Кристаллография 44, 5, 873 (1999). [O.B. Plyushch, A.U. Sheleg. Crystal. Reports 44, 5, 813 (1999)]
- T. Babuka, O.O. Gomonnaic, 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
- W. Henkel, H.D. Hochheimer, C. Carlone, A. Werner, S. Ves, H.G. von Schnering. Phys. Rev. B 26, 6, 3211 (1982). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.26.3211
- H. Hahn, B. Wellman. Sci. Nature 54, 2, 42 (1967). https://doi.org/10.1007/bf00680166
- 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
- T.J. Isaacs, J.D. Feichtner. J. Solid State Chem. 14, 3, 260 (1975). https://doi.org/10.1016/0022-4596(75)90030-4
- Project 2D Materials Encyclopedia. TlInS2. mp-632539. https://next-gen.materialsproject.org/materials/mp-632539/
- С.Н. Мустафаева, М.М. Асадов, А.А. Исмайлов. ФТТ 51, 11, 2140 (2009). [S.N. Mustafaeva, M.M. Asadov. Phys. Solid State 51, 11, 2269 (2009). https://doi.org/10.1134/S1063783409110122]
- А.А. Шелег, В.В. Шевцова, В.Г. Гуртовой, С.Н. Мустафаева, Э.М. Керимова. Поверхность 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]
- С.Н. Мустафаева, М.М. Асадов, С.С. Гусейнова, Н.З. Гасанов, В.Ф. Лукичев. ФТТ 64, 6, 628 (2022). [S.N. Mustafaeva, M.M. Asadov, S.S. Huseynova, N.Z. Gasanov, V.F. Lukichev. Phys. Solid State 64, 6, 617 (2022)]. https://doi.org/ 10.21883/PSS.2022.06.53823.299]
- S. Kashida, Y. Kobayashi. J. Phys. Condens. Matter 11, 4, 1027 (1999). https://doi.org/10.1088/0953-8984/11/4/010
- 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
- V. Grivickas, P. Scajev, V. Bikbajevas, O.V. Korolik, A.V. Mazanik. Phys. Chem. Chem. Phys. 21, 2102 (2019). https://doi.org/ 10.1039/c8cp06209a
- M. Isik, N.M. Gasanly, F. Korkmaz. Phys. B: Condens. Matter 421, 50 (2013). https://doi.org/10.1016/j.physb.2013.03.046
- A.F. Qasrawi, N.M. Gasanly. J. Mater. Sci. 41, 3569 (2006). https://doi.org/10.1007/s10853-005-5618-0
- 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
- M.M. El-Nahass, M.M. Sallam, A.H.S. Abd Al-Wahab. Curr. Appl. Phys. 9, 2, 311 (2009). https://doi.org/10.1016/j.cap.2008.02.011
- С.Н. Мустафаева, М.М. Асадов, С.С. Гусейнова, Н.З. Гасанов, В.Ф. Лукичев. ФТТ 64, 6, 628 (2022). [S.N. Mustafaeva, M.M. Asadov, S.S. Huseynova, N.Z. Hasanov, V.F. Lukichev. Phys. Solid State 64, 6, 617 (2022). https://doi.org/10.21883/PSS.2022.06.53823.299]
- 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.