【摘要】 通过在CASTEP、Material Studio、计算机程序上实现的密度泛函理论(DFT),研究了BaTiS3六方钙钛矿结构的电子、光学和热学性质。
ABX3晶体结构很重要,因为太阳能电池、电介质、铁电体等许多技术都依赖于这种晶体系统的材料。该结构由两种不同的阳离子(A2+和B4+)组成,它们加起来是z+6电荷。X阴离子位于面心,A阳离子位于立方角,B阳离子位于晶胞中心。基于连接的BX距离和AX距离的晶格参数可能不相同,导致八面体变形。使用计算方法作为首要原则的材料科学出现了一个新时代。因此,现在可以以值得称道的精度计算固体的电子、光学和结构特性,这有助于我们解释和预测有时难以通过实验测量的特性。基于DFT建立的计算已成为材料科学研究的重要组成部分。这些理论研究大部分是通过使用赝势、FP-LAPW或VASP方法完成的。
通过在CASTEP、Material Studio、计算机程序上实现的密度泛函理论(DFT),研究了BaTiS3六方钙钛矿结构的电子、光学和热学性质。在最小化和Koelling-Harmon相对论处理的Broyden-Goldfarb-Shanno(BFGS)方案中,使用广义梯度近似(GGA)和称为局部密度近似(LDA)的交换相关函数优化数据。我们研究的BaTiS3的结构在空间群P63/mmc中结晶。对BaTiS3的结构、电子和热性能的研究结果首次与实验和其他理论结果进行比较。电子能带结构揭示了p型半导体行为,主要贡献来自价带中的S-3p轨道,导带基本上由Ti-3d状态构成。还发现BaTiS3的反射率在可见光和高达25 eV的紫外区域内更高,这表明该材料有可能被用作躲避太阳加热的夹套。BaTiS3的吸收光谱系数揭示了这种材料的导电性质。负值ε1(ω)被额外观察到,这明显表明金属中的Drude样行为。折射率在红外部分相对较高,在可见光和紫外频率区域内逐渐降低。对电导率的分析也有利于小光子能量的光电导率。
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