论文部分内容阅读
黄铜矿材料是一种用途广泛的半导体材料,具有优良的热电、光电、非线性光学性质,可用来制作热电器件、光电器件、光学器件等重要器件,在太阳能电池、光学器件等方面具有优良的潜在应用。Ag AlSe2晶体一般条件下属于黄铜矿型结构,当材料处于高压极端环境时,其结构可能会发生微观变化,结构的微观变化会导致其宏观性能发生变化。本文基于密度泛函理论对高压下AgAlSe2晶体结构、晶格动力学稳定性、电子结构、光学性质以及热力学性质进行研究,得到如下结果:(1)通过对黄铜矿型AgAlSe2晶体逐渐增大压力,研究其晶体结构参数变化情况。发现随着压力的逐渐增大,AgAlSe2晶体的体积逐渐减小,密度逐渐增加,Ag-Se与Al-Se键长变化率、晶格常数a与c随压力增加有略微减小趋势,在13.9GPa时体积、密度、键长、晶格常数a、c发生突变。说明黄铜矿结构AgAlSe2晶体在13.9GPa附近不再稳定,发生结构突变。(2)通过计算黄铜矿型AgAlSe2晶体在不同压力下的声子散射谱,以此判断其晶格动力学稳定性。13.9GPa时,AgAlSe2晶体声子散射谱出现虚频,表明结构不稳定。通过对不同压力下的电子结构和电荷布居数分析,13.9GPa时,AgAlSe2的电荷分布也发生了突然变化,证实黄铜矿型AgAlSe2晶体的相变压为13.9GPa。(3)不同压力下,垂直于c轴方向和平行于c轴方向的AgAlSe2晶体的介电函数实部和虚部有蓝移的趋势且不相互重合。不同方向的光学性质(介电函数、吸收系数、复折射率)随压力增加峰值逐渐增加且图线分离越明显,表明随着压力增加AgAlSe2晶体的光学各向异性愈加明显。(4)随压力增加AgAlSe2晶体的德拜温度ΘD的变化率略有增加,当压力大于等于13.9GPa时,德拜温度ΘD随温度的变化率尤为明显,焓H、热容CV、熵S曲线随着压力增加,其变化率略有降低。