K2Cu2GeS4的弹性、电子、光学与热电性质:一种新型硫族化物材料
材料科学
2018-01-09 v1
摘要
我们报道了针对新合成的K2Cu2GeS4的结构、弹性、电子、光学与热电性质的第一性原理研究。结构参数与实验结果吻合良好。我们计算了单晶弹性常数(Cij),发现K2Cu2GeS4具有力学稳定性。多晶弹性常数分析表明该化合物预期性质较软。Pugh比与泊松比的值显示该化合物处于延性/脆性行为的边界。化学键主要为离子性,原子间力为中心力性质,且化合物具有力学各向异性。计算所得电子能带轮廓显示半导体特征,且估计的带隙强烈依赖于代表交换关联所采用泛函。利用电子电荷密度映射解释了化学键性质。我们计算并详细讨论了介电常数、折射率、吸收系数、光电导率、反射率与损失函数等重要光学常数。光学电导率与能带结构计算结果在定性上吻合良好。Seebeck系数在本研究使用的整个温度范围内为正,表明存在p型载流子。我们获得了较大的Seebeck系数,在100 K时为681 μV/K,在300 K时为286 μV/K。在室温下,电导率与电子热导率分别为1.8×10^18 m^{-1}s^{-1}与0.5×10^{14} W/mK·s。K2Cu2GeS4的无量纲品质因数在300 K时估计约为1.0。这表明K2Cu2GeS4是热电应用的潜在候选材料。
引用
@article{arxiv.1801.02202,
title = {Elastic, electronic, optical and thermoelectric properties of K2Cu2GeS4: a new chalcogenide material},
author = {M. A. Ali and M. A. Hossain and M. A. Rayhan and M. M. Hossain and M. M. Uddin and M. Roknuzzaman and K. Ostrikov and A. K. M. A. Islam S. H. Naqib},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.02202},
year = {2018}
}
备注
23 pages