مطالعه ی ابتدا به ساکن ویژگی های ساختاری و الکترونی HgTe در فازهای متفاوت

صالحی, حمدا..; ایزدی, زینب; امیری, پیمان

مطالعه ی ابتدا به ساکن ویژگی های ساختاری و الکترونی HgTe در فازهای متفاوت

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

چکیده

در این کار ویژگی های ساختاری و الکترونی ترکیب جیوه تلورید در فاز پایدار بلندروی و فازهای فشار بالای هگزاگونال، نمک سنگی، اورتورومبیک و سزیم کلرید مورد بررسی قرار گرفت. محاسبه ها با استفاده از روش شبه پتانسیل در چارچوب نظریۀ تابعی چگالی و با استفاده از بستۀ محاسباتی کوانتوم اسپرسو صورت گرفت؛ و به‌ منظور بررسی تأثیر برهم‌کنش اسپین ـ مدار بر روی ساختار نواری این ترکیب، در دو فاز بلندروی و هگزاگونال محاسبه ها به صورت نسبیتی کامل انجام گرفت. منحنی های انرژی ـ حجم نشان دادند که ترکیب جیوه تلورید با افزایش فشار از فاز بلندروی به فاز ساختاری هگزاگونال سینابار گذار کرده و سپس با افزایش بیش تر فشار ترکیب به ترتیب به فازهای ساختاری نمک سنگی، اورتورومبیک و سزیم کلرید گذار می کند. محاسبه های ساختار نواری نشان داد که این ترکیب در فاز پایدار بلندروی نیمرسانایی با گاف نواری صفر و در فاز هگزاگونال سینابار نیمرسانایی با گاف کوچک و غیر مستقیم می باشد و محاسبه های نسبیتی کامل،سبب تصحیح های بسیار جزئی بر روی فازهای گوناگون ترکیب جیوه تلورید می‌شود. هم چنین این محاسبه ها برای سه فاز فشار بالای نمک سنگی، اورتورومبیک و سزیم کلرید ویژگی های فلزی را پیش بینی می کند.شکل چگالی ابرالکترونی ترکیب جیوه تلورید نشان دهندۀ حضور پیوندهای کووالانسی قوی در میان اتم های این ترکیب می باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

[1] Tan J., Ji G., Chen X., Zhang L., Wen Y., The High-Pressure Phase Transitions and Vibrational Properties of Zinc-Blende XTe (X= Zn, Cd, Hg): Performance of Local-Density-Approximation Density Functional Theory, Computational Materials Science, 48: 796-801 (2010).

[2] Mnasri S., Abdi-Ben Nasrallah S., Sfina N., Bouarissa N., Said M., Electronic, Lattice Vibration and Mechanical Properties of CdTe, ZnTe, MnTe, MgTe, HgTe and Their Ternary Alloys, Semiconductor Science and Technology Semicond. Sci Technol., 24:095008-095016 (2009).

[3] Varshney D., Shriya S., Khenata R., Structural Phase Transition and Elastic Propertiesof Mercury Chalcogenides, Materials Chemistry and Physics, 135: 365-384 (2012).

[4] Hassan F.E.H., Al Shafaay B., Meradji H., Ghemid S., Belkhir H., Korek M., Ab initio Study of the Fundamental Properties of HgSe, HgTe and Their HgSe_xTe_{1− x}Alloys, Physica Scripta, 84: 065601(7pp) (2011).

[5] Ohtani A., Seike T., Motobayshi M., Onodera A., The Electrical Properties of and HgTe under Very High Pressure, J.Phys. Chem. Solids, 43: 627-632 (1982).

[6] Aimin H., Xiaocui Y., Ruomeng Y., Chunxiao G., Riping L., Yongjun T., Study of Structural Stabilities and Optical Properties of HgTe under High Pressure, Journal of Physics and Chemistry of Solids, 70: 433-438 (2009).

[7] McMahon M., Wright N., Allan D., Nelmes R., High-Pressure Crystal Structure of HgTe-IV, Phys. Rev. B, 53:2163-2166 (1996).

[8] Schulman J., McGill T., Ideal CdTe/HgTe Superlattices, Journal of Vacuum Science and Technology, 16: 1513-1516 (1979).

[9] Boutaiba F., Zaoui A., Ferhat M., Fundamental and Transport Properties of ZnX, CdX and HgX (X = S, Se, Te) Compounds, Superlattices and Microstructures, 46: 823-832 (2009).

[10] Svane N., Christensen E., Cardona M., Chantis A.N., van Schilfgaarde M., Kotani T., Quasiparticle Band Tructures of B-HgS, HgSe and HgTe, Phys. Rev. B, 84: 205205(7pp) (2011).

[11] Varshney D., Shriya S., Khenata R., Structural Phase Transition and Elastic Properties of Mercury Chalcogenides, Materials Chemistry and Physics,135: 365-384 (2012).

[12] Biering S., Schwerdtfeger P., A Comparative Density Functional Study of the High-Pressure Phases of Solid ZnX, CdX, and HgX (X = S, Se, and Te): Trends and Relativistic Effects, The Journal of Chemical Physics, 137: 034705-034717 (2012).

[13] Pauling L., "The Nature of the Chemical Bond and the Structure of Molecules and Crystals: an Introduction to Modern Structural Chemistry", Cornell University Press, (1960).

[14] Delin A., Excitation Spectra and Ground-State Properties from Density-Functional Theory for the Inverted Band-Structure Systems B-HgS, HgSe, and HgTe, Phys. Rev. B, 66: 035117-035125 (2002).