Вплив спін-орбітальної взаємодії на зонні енергії електронів, отримані у халькогенідах кадмію за комбінованим методом HSE06-GW
| Автори | С.В. Сиротюк , О.П. Малик |
| Приналежність |
Національний університет “Львівська політехніка”, вул. С. Бандери, 12, 79013 Львів, Україна |
| Е-mail | svsnpe@gmail.com |
| Випуск | Том 13, Рік 2021, Номер 4 |
| Дати | Одержано 19 березня 2021; у відредагованій формі 14 серпня 2021; опубліковано online 20 серпня 2021 |
| Посилання | С.В. Сиротюк, О.П. Малик, Ж. нано- електрон. фіз. 13 № 4, 04003 (2021) |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.13(4).04003 |
| PACS Number(s) | 71.15.Mb, 71.20. ± b, 71.27. + a |
| Ключові слова | CdX, Структура вюрциту (2) , HSE06 (2) , GW (5) , Спін-орбітальна взаємодія (3) . |
| Анотація |
Розраховані електронні енергетичні спектри кристалів CdX (X = O, S, Se, Te) у вюрцитній фазі. Виявлено, що 4d електрони Cd локалізовані у вузьких смугах енергії валентної зони. Отримані нами результати показали, що розвинені у підходах LDA та GGA обмінно-кореляційні функціонали незастосовні до сильно корельованої підсистеми 4d електронів Cd. Справді, ширина забороненої зони, знайдена для кристала CdO у цих підходах, Eg = 0, а її значення для матеріалів CdS, CdSe та CdTe дорівнюють 1,48, 0,67 та 0,84 еВ, відповідно. Всі вони є значно меншими за виміряні Eg для матеріалів CdX, які дорівнюють 0,91; 2,5; 1,8 та 1,8 еВ відповідно. Ми виявили, що схема розрахунку “GGA – функція Гріна”, яка дуже ефективна для s-p електронних систем, не привела до успішних результатів для кристалів CdX. Тому ми обрали поєднання підходів “гібридний функціонал – функція Гріна”. Знайдені у кристалах CdX без урахування спін-орбітальної взаємодії значення Eg дорівнюють 0,90; 2,49; 1,92 та 2,10 еВ відповідно. Спін-орбітальна взаємодія спричинює мізерне звуження dESO параметра Eg у кристалах CdO та CdS. Однак у матеріалах CdSe та CdTe значення параметра звуження dESO дорівнюють 0,12 та 0,27 еВ. Поправлені на dESO ширини забороненої зони Eg кристалів CdSe та CdTe набувають значень 1,80 та 1,83 еВ. Отримані значення Eg дуже добре зіставляються з експериментом. Знайдено, що енергетичні зони напівостовних 4d електронів Cd, отримані без урахування спін-орбітальної взаємодії, перекриваються у кристалах CdX. Спін-орбітальна взаємодія приводить до розширення смуг енергії, у яких локалізовані 4d електрони Cd. Однак у кристалах CdSe та CdTe спін-орбітальна взаємодія приводить до чіткого розділення енергетичних зон 4d електронів на дві смуги, нижча з яких містить 8, а вища – 12 гілок спектру. |
|
Перелік посилань |
Інші статті цього номера
1) Математична модель радіовимірювального частотного перетворювача оптичного випромінювання на основі МДН-транзисторної структури з від’ємним диференційним опором [04001-1-04001-6]2) Електричні характеристики та густина інтерфейсних станів в діоді Шотткі Au/n-InN/InP [04002-1-04002-5]
3) Покращення електричних властивостей елементів Гретцеля шляхом заміщення шару барвника переходом CdS/ZnO [04004-1-04004-5]
4) Дослідження залежних від товщини магнітних властивостей тонких плівок Fe [04005-1-04005-3]
5) Оптичні та дисперсійні параметри тонких плівок ZnO:Al [04006-1-04006-7]
6) Вплив діелектрика ZrO2 на характеристики постійного струму і пригнічення витоку в транзисторі DH MOS-HEMT на основі AlGaN/InGaN/GaN [04007-1-04007-5]
7) Вплив діелектричного шару NaCl на електричні властивості діодів Шотткі графіт/n-Cd1 – xZnxTe, виготовлених шляхом перенесення нарисованої плівки графіту на підкладки [04008-1-04008-4]
8) Вплив іонізуючого опромінення на характеристики магніточутливих транзисторних структур [04009-1-04009-4]
9) Магнітостатичні поля у багатошарових композитних плівках з бімодальним розподілом гранул за розміром [04010-1-04010-5]
10) Люмінесцентні властивості електрохімічно травленого арсеніду галію [04011-1-04011-6]
11) Генератор дельта ритмів ЕЕГ на основі нанодротів Si [04012-1-04012-5]
12) Нанорідини в системах охолодження і їх ефективність [04013-1-04013-8]
13) Діелектрична спектроскопія сегнетоелектричних гібридних полімерних композиційних тонких плівок PVDF-ZnO [04014-1-04014-5]
14) Метод вирощування при високому тиску для одержання відновленого оксиду графену і його дослідження за допомогою Раманівської спектроскопії [04015-1-04015-5]
15) Вплив відпалу на оптоелектронні характеристики сонячних елементів P3HT/PCBM, що містять наночастинки Au і CuO [04016-1-04016-6]
16) Теоретичне моделювання структурної стабільності, еластичних, електронних, магнітних та термодинамічних властивостей нових напівметалевих сплавів Cr2GdSn1 – xPbx [04017-1-04017-7]
17) Вивчення впливу товщини шару поглинача сонячних елементів на основі CIGS з різною шириною забороненої зони за допомогою SILVACO TCAD [04018-1-04018-5]
18) Структурні і діелектричні властивості та поведінка провідності по змінному струму багатокомпонентного скла TeO2-ZnO-Li2O-Na2O-B2O3 [04019-1-04019-5]
19) Фотоелектричні та електричні властивості композитних матеріалів на основі n-InSe і графіту [04020-1-04020-4]
20) Вивчення нової структури пристрою: польовий транзистор на графені (GFET) [04021-1-04021-5]
21) Вплив температури спікання та концентрації алюмінію на твердість, мікроструктуру та щільність мідно-алюмінієвих сплавів [04022-1-04022-4]
22) Топологічна 3D модель функціонування динамічної системи – когнітивне оцінювання складності [04023-1-04023-6]
23) Вплив ступеня пасивації електрично-активних центрів у Cd1 – xZnxTe атомарним воднем на роздільну здатність оптичного запису зображень на n-p-i-m наноструктурах [04024-1-04024-6]
24) Діагностична візуалізація змін в біологічних тканинах ультразвуковим методом на основі ефекту Допплера [04025-1-04025-4]
25) Фізсорбція водню на гетероструктурах BNC: систематичне теоретичне дослідження [04026-1-04026-9]
26) Множинні трихвильові резонансні взаємодії в пролітній секції двопотокового супергетеродинного ЛВЕ з поздовжнім електричним полем [04027-1-04027-6]
27) Конструювання Al:ZnO/p-Si сонячного елемента з гетеропереходом за допомогою програми для моделювання SCAPS [04028-1-04028-4]
28) Матриця фоточутливих елементів для визначення координат джерела оптичного випромінювання [04029-1-04029-6]
29) Чисельне моделювання польового транзистора з каналом у вигляді нанородроту [04030-1-04030-4]
30) Спектр власних частот акустичних коливань сферичної квантової точки з багатошаровою оболонкою [04031-1-04031-5]
31) Формування наносистеми In/InTe методом вторинного твердотільного змочування [04032-1-04032-5]
32) Вивчення температурного коефіцієнта основних фотоелектричних параметрів кремнієвих сонячних елементів з різними наночастинками [04033-1-04033-5]
33) Електронно-променева технологія в оптоелектронному приладобудуванні: високоякісні криволінійні поверхні та створення мікропрофілів різної геометричної форми [04034-1-04034-5]
34) Особливості магнітоопору композитних матеріалів на основі Со та SiO [04035-1-04035-4]
35) Прецизійна синхронізація хаотичних оптичних систем [04036-1-04036-5]
36) Мікроструктурний аналіз зварювання фрикційним перемішуванням алюмінієвого сплаву 6061, покритого мідною наноплівкою [04037-1-04037-4]
