黄铜矿型铜基硫属半导体材料的电子结构和光学性质

作者：周和根; 金华; 郭辉瑞; 林晶; 章永凡^*

来源：高等学校化学学报, 2019, 40(03): 518-527.

• 密度泛函理论
• 电子结构
• 光学性质
• 倍频系数
• 黄铜矿

采用基于赝势平面波基组的密度泛函理论方法,对具有黄铜矿结构的6种Cu XY2(X=Ga,In; Y=S,Se,Te)晶体的构型、电子结构、线性及二阶非线性光学性质进行了研究.结果表明,6种Cu XY2均为直接带隙半导体,具有相似的能带结构.当X原子相同时,随着Y原子按S→Se→Te依次改变时,体系的静态介电常数、静态折射率和静态倍频系数(d36)依次递增.在占据带中,位于价带顶附近的能带对体系倍频效应影响最为显著,该系列化合物的能带主要成分为Cu的3d轨道和Y原子价层p轨道;对于空能带,对倍频系数影响较大的是以X原子价层p轨道为主要成分的能带. 6种晶体中,Cu In Se2晶体具有较高的光电导率并对太阳光具有较好的吸收性能.综合考虑体系的双折射率和倍频效应等因素,Cu Ga S2和Cu Ga Se22种晶体在二阶非线性光学领域具有潜在的应用价值.

• 单位
  宜春学院; 福州大学; 生物工程学院