ПЕРШОПРИНЦИПНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ЕЛЕКТРОННОЇ БУДОВИ КРИСТАЛА TlSbSe2 - РУДИШ, Мирон; ПЯСЕЦЬКИЙ, Міхал; КАШУБА, Андрій; КАРНАУШЕНКО, Владислав (Фізика та освітні технології, 2024)
У роботі проведено дослідження електронної структури кристала TlSbSe2 у моноклінній фазі з перших принципів. Дослідження структури електронних рівнів у даному кристалі раніше не проводились, тому такі дослідження є важливими та актуальними з огляду на можливість його потенційного практичного застосування. Для моделювання властивостей кристала використано програму CASTEP, що базується теорії Кона-Шема. В якості наближення, для опису обмінно-кореляційної взаємодії використано узагальнене градієнтне наближення з параметризацією Пердю-Бурке-Ернзергофа. Енергія плоских хвиль обмежувалась значенням 450 еВ. З метою отримання структури в основному стані попередньо проводилась геометрична оптимізація кристалічної ґратки з використанням методу Бройдена-Флетчера-Голдфарба-Шенно. Вперше проведено геометричну оптимізацію кристалічної структури та з’ясовано, що найкраще узгодження з експериментальними результатами дає параметр ґратки а (відхилення δа = 0,6%). Максимальне відхилення оптимізованого параметра ґратки від експериментального значення отримане для параметра с і становить 4,8%. З аналізу кристалічної ґратки показано також збільшення кута β на 30’ при застосуванні GGA функціоналу. Вперше розраховано зонно-енергетичну структура кристала TlSbSe2 у структурі моноклінної симетрії. З її аналізу показано, що зона провідності та вершина валентної зони кристала утворені широкими смугами. Дно зони провідності знаходиться на сегменті Г → Y першої зони Бріллюена. Вершина валентної зони розташована в точці Z утворюючи заборонену зону не прямого типу. Розраховане значення Eg становить 0,99 eВ. З’ясовано, що зона провідності утворена s- та p-станів атомів Tl, Sb та Se а вершина валентної зони формується s-станами сурми та p-станами селену. Найінтенсивніший пік у спектрах DOS/PDOS відповідає локалізованим d-станам атомів Tl.