层状 TiNX (X = F, Cl, Br, I) 化合物的结构、弹性、电子与光学性质：基于密度泛函理论的研究
材料科学
2020-04-22 v1
摘要
α相（正交晶系）氮卤化钛 TiNX (X = F, Cl, Br, I) 是令人瞩目的准二维电子系统，在不同条件下展现出一系列迷人的电子基态。纯净的 TiNX 是具有不同带隙的半导体，在光电子学、光伏和热电领域具有潜在应用的诱人性质。插层碱金属的 TiNCl 在 α相下在较高温度下呈现超导性。我们利用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算重新审视了这些化合物的电子能带结构。计算了原子种类和轨道分辨的偏电子能态密度以及总态密度（TDOS）。首次详细研究了这些层状化合物的结构和弹性性质。探讨了弹性各向异性。首次研究了 TiNX 的光学性质，包括介电常数的能量依赖实部和虚部、光学电导率、反射率和损失函数。计算了这些化合物的 Debye 温度，并讨论了相关的热学和声子参数。将计算的物理参数与现有的理论和实验结果进行了比较，在可得数据的情况下显示出合理的一致性。发现所有这些化合物在中紫外区域对电磁辐射有强烈的反射。弹性性质表现出高度的各向异性。晶格沿晶体学 c 方向高度可压缩。还详细讨论了卤素原子对 TiNX 各种结构、弹性、电子和热学性质的影响。
引用
@article{arxiv.1901.06643,
title = {Structural, Elastic, Electronic, and Optical Properties of Layered TiNX (X = F, Cl, Br, I) Compounds: a Density Functional Theory Study},
author = {M. M. Hossain and S. H. Naqib},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.06643},
year = {2020}
}
备注
27 pages and 7 figures