Расчёт из первых принципов электронной структуры и эффективной массы кристалла TlInS$_{2}$

Н. А. Исмайылова$^{1}$, Г. С. Оруджев$^{1,2}$

$^{1}$Институт физики НАН Азербайджана, просп. Г. Джавида, 131, AZ-1143, Баку, Азербайджанская Республика
$^{2}$Азербайджанский технический университет, просп. Г. Джавида, 25, AZ-1073, Баку, Азербайджанская Республика

Получена: 23.05.2016; окончательный вариант - 09.08.2016. Скачать: PDF

Для кристалла TlInS$_{2}$ из первых принципов в рамках теории функционала плотности были рассчитаны: электронная структура, DOS-эффективная масса, эффективная масса проводимости, приведённая эффективная масса. Электронная структура кристалла была изучена с использованием пакетов программ Quantum Wise и Quantum Espresso, соответственно, в LDA- и SGGA-приближениях. Зонные структуры, рассчитанные с использованием обменно-корреляционного потенциала FHI и релятивистского псевдопотенциала, показывают, что потолок валентной зоны и дно зоны проводимости расположены в центре зоны Бриллюэна. Потолок валентной зоны и дно зоны проводимости в основном происходят из 6s-состояний атомов Tl и 5s-состояний атомов In. Также исследовалось влияние спин-орбитального взаимодействия на энергетический спектр. Было установлено, что учёт спин-орбитального взаимодействия не существен для энергетических состояний вблизи запрещённой зоны, снимает вырождения зон по линии симметрии T—Z, но не снимает вырождения в самих точках T, Z, а также $\Gamma$, Y. Максимальное спин-орбитальное расщепление зон составляет $\cong$ 0,3 эВ. С учётом непараболичности зон были рассчитаны эффективные массы в направлениях [001], [010], [100]. В этой работе впервые теоретически рассчитаны DOS-эффективная масса, эффективная масса проводимости, приведённая эффективная масса, которые до сих пор не встречались в литературе.

Ключевые слова: LDA, GGA, спин орбитальное взаимодействие, DOS-эффективная масса, эффективная масса проводимости.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v38/i08/1019.html

PACS: 71.15Dx, 71.15.Mb, 71.15.Rf, 71.18.+y, 71.20.Nr, 71.45.Gm, 71.70.Ej


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. K. A. Yee and A. Albright, J. Am. Chem. Soc., 113: 6474 (1991). Crossref
  2. W. Henkel, H. D. Hochheimer, C. Carlone, A. Werner, S. Ves, and H. G. von Shnering, Phys. Rev. B, 26: 3211 (1982). Crossref
  3. N. M. Gasanly and N. S. Yuksek, Acta Physica Polonica A, 108, No. 6: 997 (2005). Crossref
  4. M. M. El-Nahass and M. M. Sallam, Egypt. J. Solids, 31, No. 1: 31 (2008).
  5. A. F. Qasrawi and N. M. Gasanly, Crystal Research and Technology, 39, Iss. 5: 439 (2004). Crossref
  6. G. I. Abutalybov, S. G. Abdullaeva, and N. M. Zeinalov, Sov. Phys. Semicond., 16: 1348 (1982).
  7. S. N. Mustafaeva, E. M. Kerimova, and N. Z. Gasanov, phys. solid state, 43: 443 (2001).
  8. P. Hohenberg and W. Khon, Phys. Rev., 136: B864 (1964). Crossref
  9. W. Kohn and L. Sham, Phys. Rev., 140: A1133 (1965). Crossref
  10. J. Perdew, K. Burk, and Y. Wang, Phys. Rev. B, 54: 16533 (1996). Crossref
  11. K. R. Allakhverdiev, F. M. Hashimzade, D. A. Huseinova, M. A. Nizametdinova, G. S. Orudzhev, A. M. Ulubey, and M. H. Kir, Canadian Journal of Physics, 90: 407 (2012). Crossref
  12. N. A. Ismayilova and G. S. Orudzhev, ANAS Transaction, 35, No. 5: 15 (2015).