ОЦІНКА ЕНЕРГЕТИЧНОЇ ЗОННОЇ СТРУКТУРИ НАПІВГЕРСЛЕРОВОГО СПЛАВУ LiZnX (X = As, P та Sb) ЗА ДОПОМОГОЮ ПЕРШОГО ПРИНЦИПНОГО РОЗРАХУНКУ

Анотація

Оцінка структури енергетичних зон відіграє важливу роль у розумінні електронних властивостей матеріалів. У цій роботі представлено дослідження структури енергетичних зон напівгерселерових сплавів LiZn (X = As, P, та Sb) за допомогою підходу першого принципу, основаного на теорії функціонала густини (DFT). Ці сплави є особливо цікавими через їх потенційні застосування в термоелектричних та спінтронічних пристроях. Відповідна густина станів (DOS) для тричасткових сполук LiZnX (X = As, P, та Sb) була розрахована, і внески орбіталей Li, Zn, As, P та Sb до густини станів при атмосферному тиску були визначені. Це також підтвердило, що LiZnX (X = As, P, та Sb) є напівпровідником із вузькою забороненою зоною між зайнятими та незайнятими областями навколо рівня Фермі. Орбіталі Li -1s, As-4p, As-4s та Zn-3d мають найбільший внесок. Спостерігається переважання орбіталей P-1s та P-2p перед рівнем Фермі та Zn-2p після рівня Фермі. Також спостерігається переважання орбіталей Sb-1s, Sb-3d, Li-1s, Li-2s, Zn-3d зі слабкою гібридизацією та низьким внеском. Це свідчить про слабкий ковалентний зв'язок між цими двома атомами, що може бути відповідальним за спостережену механічну нестійкість при розрахунках. Тим часом розрахована та представлена структура енергетичних зон має вузьку заборонену зону розміром відповідно 0.625, 0.937 та 0.313 для тричасткової сполуки LiZnX (X = As, P, та Sb), і це прямий напівпровідник з забороненою зоною. Отримані структури енергетичних зон надають цінну інформацію про електронні властивості сплавів LiZn (X = As, P, та Sb). Наявність забороненої зони є важливою для термоелектричних застосувань, оскільки це вказує на наявність областей, де електрони та дірки обмежені, що сприяє ефективному транспорту заряду.