铜基多元半导体的结构与电子性质比较研究
材料科学
2015-05-28 v1
摘要
我们使用第一性原理电子结构方法，对铜基三元和四元半导体的结构与电子性质进行了系统性的比较研究。通过比较使用不同交换关联能量泛函计算的结果，阐明了 Cu d 电子在决定其性质中的重要作用。我们表明，与 Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE) 泛函相比，使用 Heyd-Scuseria-Ernzerhof (HSE06) 泛函可以系统性地改善计算得到的阴离子位移。随后，在使用 HSE06 泛函优化的晶体结构基础上，并以 PBE+U 平均场解为起点，在 G0W0 近似下计算了准粒子能带结构。计算得到的准粒子带隙及其随化学成分的系统性变化均与实验吻合得很好。我们还预测，原型半导体 Cu2ZnSnS4 在锌黄锡矿 (KS) 相的准粒子带隙为 1.65 eV，而在黄锡矿 (ST) 相的带隙为 1.40 eV。这些结果也与在 1.45 至 1.6 eV 之间变化的现有实验值一致。
引用
@article{arxiv.1106.4738,
title = {Comparative Study of Structural and Electronic Properties of Cu-based Multinary Semiconductors},
author = {Yubo Zhang and Xun Yuan and Xiudong Sun and Bi-Ching Shih and Peihong Zhang and Wenqing Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1106.4738},
year = {2015}
}
备注
21 pages, 8 figures, 2 tables