Effect of S and Se replacement on electronic and thermoelectric features of BaCu2GeQ4 (Q ¼ S, Se) chalcogenide crystals

Abstract

Pro kvartérního chalkogenidy BaCu2GeQ4 (Q = S, Se), optoelektronických, strukturální a transportní vlastnosti jsou zkoumány pomocí přesné všechny elektrony FPeLAPW metoda [plný potenciál linearizován rozšířený rovinné vlny]. Mřížkové konstanty vypočtené teoreticky jsou stanovena tak, aby v dobré shodě s hodnotami, které jsou měřeny experimentálně. Je zjištěno, že všechny Titulní sloučeniny jsou přímé polovodiče zakázaným pásem, a tato energie odstupu pásma se nachází G-G symetrie bodů. Současně se při výměně S pomocí SE zakázaný pás velikost se snižuje. Optické konstanty disperze jako imaginární a reálné složky dielektrických funkcí, extinkčních koeficientů, indexu lomu, odrazivost je, absorpčních koeficientů, které byly také vypočteny pro tyto sloučeniny. Vysoká absorpce a přímé charakteristiky zakázaným pásem těchto sloučenin v UVeVisible energetickém rozsahu ukazují, že tyto perovskytové struktury by mohly být použity v optoelektronických a optických přístrojů pracujících v UV eVisible rozsahu energetického spektra. Vypočtený dvojlom (0,012 a 0,083) zvyšuje vhodnost BaCu2GeSe4 srovnání s BaCu2GeS4 obvykle aplikuje jako nelineární optické materiály. Vypočtené dopravy koeficienty vykazují anizotropní charakter materiálů, po dohodě s jejich elektronových stavů. Transportní vlastnosti ukazují silnější koncentrace nosiče podél Ge-s, Ba-P a Cu-d orbitalů, což potvrzuje, že tyto orbitaly jsou hlavní pro elektrické dopravní funkce. Hodnoty efektivní hmotnosti elektronů jsou vypočteny podle zakřivení CBM pásma 124 a 184 pro BaCu2GeS4 a BaCu2GeSe4 resp. Zkoumání termoelektrického účiníku ukazuje, že BaCu2GeS4 je mnohem lepší než BaCu2GeSe4 v celém teplotním intervalu, který dělat to vhodný pro budoucí technologické aplikace