مطالعه خواص الكتروني و اپتيكي كلكوژنيدهاي چهارتاييCu2-II-IV-VI4 ( II=Zn, Cd; IV=Ge, Sn; VI=S, Se, Te ) با استفاده از تقريب‌هاي GGA و mBJ-GGA

Electronic and optical properties of Cu2-II-IV-VI4 (II=Zn,Cd; IV=Ge,Sn; VI=S,Se,Te) quaternary chalcogenides using GGA and mBJ-GGA approximations

در اين مطالعه، با استفاده از روش امواج تخت به‌ساخته خطي با پتانسيل كامل در چارچوب نظريه تابعي چگالي، ويژگي‌هاي الكتروني و اپتيكي كلكوژنيدهاي چهارتايي Cu2-II-IV-VI4(II=Zn, Cd; IV=Ge, Sn; VI=S, Se, Te) در ساختار حالت پايه بررسي و نتايج به‌دست آمده با داده‌هاي تجربي موجود مقايسه شده‌اند. ويژگي‌هاي اپتيكي با محاسبه قسمت‌هاي حقيقي و موهومي تابع دي‌الكتريك، طيف اتلاف انرژي الكترون و ضريب جذب با استفاده از تقريب فاز كاتوره‌اي (RPA) بررسي شده است. ضمن تحليل ساختارهاي اصلي در طيف‌‌هاي قسمت‌ حقيقي و موهومي تابع دي‌الكتريك و اتلاف انرژي الكترون، مقادير ثابت دي‌الكتريك استاتيك براي اين تركيبات محاسبه شده است. برجسته‌ترين ويژگي اين تركيبات، ضريب جذب بالا و طيف جذب پهن آن‌ها مي‌باشد كه پارامتر مناسبي جهت به‌كارگيري در سلول‌هاي خورشيدي است. در بررسي خواص الكتروني، ساختار نواري تركيبات با استفاده از سه تقريب PBE-GGA، EV-GGA و mBJ-GGA محاسبه و تاثير تابعي تبادلي-همبستگي بر روي گاف اين تركيبات بررسي شده است. در مقايسه با GGA، انرژي گاف از روش mBJ-GGA توافق بهتري با نتايج تجربي موجود ‌‌دارد.

Electronic and optical properties of Cu2-II-IV-VI4 (II=Zn, Cd; IV=Ge, Sn; VI=S, Se, Te) quaternary chalcogenides are calculated using the full potential linearized augmented plane wave (FP-LAPW) method within the density functional theory (DFT). The obtained results are compared with the available empirical data. The real and imaginary parts of the dielectric function ?(?), the electron energy loss function (EELS) and the optical absorption coefficient I(?) are calculated within the random phase approximation (RPA). The prominent structures in the spectra of ?1(?), ?2(?) and EELS are discussed in detail and the static dielectric constants of these compounds are calculated . The most prominent feature of these compounds is their high absorption coefficient and wide absorption spectrum. This is an appropriate parameter for use in solar cells. The band structures are calculated using Perdew et al., Engel-Vosko and modified Becke-Johnson schemes, and the effect of the exchange-correlation functional on the band gap of these compounds is investigated. It is shown that mBJ-GGA leads to better results.