Розрахунки з перших принципів електронної структури й ефективної маси кристалу TlInS$_{2}$

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

$^{1}$Інститут фізики НАН Азербайджана, просп. Г. Джавіда, 131, AZ-1143, Баку, Азербайджанська Республіка
$^{2}$Азербайджанський технічний університет, просп. Г. Джавіда, 25, AZ-1073, Баку, Азербайджанська Республіка

Отримано: 23.05.2016; остаточний варіант - 09.08.2016. Завантажити: PDF

Для кристалу TlInS$_{2}$ з перших принципів в рамках теорії функціоналу густини було розраховано: електронну структуру, DOS-ефективну масу, ефективну масу провідности, наведену ефективну масу. Електронну структуру кристалу було вивчено з використанням пакетів програм Quantum Wise та Quantum Espresso, відповідно, в LDA- та SGGA-наближеннях. Зонні структури, розраховані з використанням обмінно-кореляційного потенціялу FHI та релятивістського псевдопотенціялу, показують, що стеля валентної зони і дно зони провідности розташовані в центрі Бріллюенової зони. Стеля валентної зони і дно зони провідности в основному походять з 6s-станів атомів Tl та 5s-станів атомів In. Також досліджувався вплив спін-орбітальної взаємодії на енергетичний спектер. Було встановлено, що врахування спін-орбітальної взаємодії не є істотним для енергетичних станів поблизу забороненої зони, знімає виродження зон по лінії симетрії T—Z, але не знімає виродження в самих точках T, Z, а також $\Gamma$, Y. Максимальне спін-орбітальне розщеплення зон становить $\cong$ 0,3 еВ. З огляду на непараболічність зон було розраховано ефективні маси в напрямках [001], [010], [100]. У цій роботі було вперше теоретично розраховано DOS-ефективну масу, ефективну масу провідности, наведену ефективну масу, що досі не зустрічалися в літературі.

Ключові слова: LDA, GGA, спін-орбітальна взаємодія, DOS-ефективна маса, ефективна маса провідности.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/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


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  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).