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第一性原理计算方法可以模拟材料的晶体结构以及计算材料的各种物理性质,为相关材料的制备提供理论依据。本文基于密度泛函理论的平面波赝势法,对CuXSe2(X=B,Al,Ga,In,Tl)晶体结构的力学性质、电子结构和光学性质进行详细的计算。首先,对于力学性质的研究是在广义梯度近似(GGA)和局域密度近似(LDA)下进行的,采用第一性原理方法研究了CuXSe2(X=B,Al,Ga,In,Tl)晶体结构的稳定性和力学性质。分析了CuXSe2(X=B,Al,Ga,In,Tl)结构的晶格常数,弹性常数,体积模量,剪切模量,杨氏模量,泊松比。计算结果表明,根据力学稳定判据,在零温零压下,CuXSe2(X=B,Al,Ga,In,Tl)的晶体结构是力学稳定的。经过同主族替换,发现晶格常数越大,体弹性模量就越小。这可以解释为X离子半径逐渐增大,晶格常数逐渐增加,晶体的可压缩性也增加。由pugh经验关系可知CuXSe2(X=B,Al,Ga,In,Tl)均属于韧性材料。这为金属化合物的锻造提供了理论依据。其次,使用B3LYP关联函数研究了CuXSe2(X=B,Al,Ga,In,Tl)晶体结构的电子性质。计算了CuXSe2(X=B,Al,Ga,In,Tl)晶体的能带结构、态密度以及晶体结构的布局性质。研究结果表明:这些晶体具有相似的能带结构,属于直接带隙半导体。随着晶格常数的逐渐增加,CuXSe2(X=B,Al,Ga,In,Tl)晶体结构的带隙值逐渐递减。通过对成键性质分析,发现在CuBSe2,CuAlSe2化合物中,B-Se,Al-Se之间的键要强于Cu-Se之间的键。在CuGaSe2,CuInSe2和CuTlSe2化合物中,Cu-Se之间的键要强于Ga-Se,In-Se和Tl-Se之间的键,Cu-Se之间的键具有较强的共价键。最后,利用第一性原理研究了CuXSe2(X=B,Al,Ga,In,Tl)晶体结构的光学性质,计算了CuXSe2(X=B,Al,Ga,In,Tl)晶体结构的介电函数、吸收光谱、折射率、反射率和能量损失光谱。结果表明随着X=B,Al,Ga,In,Tl原子序数的逐渐增大,吸收边逐渐向低能方向移动,出现红移现象。除B外,随着原子序数X的改变,折射率逐渐增大。根据CuXSe2(X=B,Al,Ga,In,Tl)的介电极限的光子能量数值,发现光学谱能量范围变窄,最大能量损失函数峰值逐渐减少。这为CuXSe2(X=B,Al,Ga,In,Tl)光电性质的研究提供了必要的理论基础。