By this author

Simulation of Supercell Defect Structure and Transfer Phenomena in TlInTe2

Issue number 1 from 01.01.2023

Локальное окружение атомов в полупроводниковом соединении TlInTe₂ с тетрагональной сингонией исследовано методом теории функционала плотности (DFT). Введение точечного дефекта (вакансий индия) в решетку TlInTe₂ моделировалось с использованием суперъячеек. DFT-моделирование электронных свойств (полные и локальные парциальные плотности состояний электронов (РDOS)) проводилoсь как для примитивной ячейки TlInTe₂ (16 атомов на элементарную ячейку), так и для дефектной суперячейки TlInTe₂\( - {{{\text{V}}}_{{{\text{In}}}}}\) (где \({{{\text{V}}}_{{{\text{In}}}}} - \) вакансия In) состоящей из 32 атомов. DFT-GGA расчеты зонной структуры TlInTe₂\( - {{{\text{V}}}_{{{\text{In}}}}}\) показали, что ширина запрещенной зоны (\({{E}_{{\text{g}}}}\)) составляет \({{E}_{{\text{g}}}}\) = 1.21 эВ. Это значение значительно отличается от экспериментального значения. Для корректировки взаимодействия частиц в решетке использовали модель Хаббарда. Рассчитанная DFT-GGA + U (U – потенциал Хаббарда) способом запрещенная зона TlInTe₂\( - {{{\text{V}}}_{{{\text{In}}}}}\) составляет \({{E}_{{\text{g}}}} = ~\) 0.97 эВ. Для суперъячейки TlInTe₂\( - {{{\text{V}}}_{{{\text{In}}}}}\) вычислены энергии образования вакансии, химический потенциал индия, а также стандартная энтальпия образования TlInTe₂. При объяснении влияния различных факторов на явления переноса в TlInTe₂, их теплопроводность и электропроводность использованы как DFT-расчетные, так и экспериментальные данные. С учетом экспериментальных данных для кристаллов р-TlInTe₂ установлен механизм проводимости в направлении структурных цепочек (с-оси кристалла). В интервале температур \(T\) = 148–430 K оценили величину запрещенной зоны \({{E}_{{\text{g}}}}\) = 0.94 эВ и энергию активации примесной проводимости \({{E}_{t}}\) = 0.1 эВ (при 210–300 К). При температурах \(T\) ≤ 210 К в кристаллах р-TlInTe₂ имеет место прыжковая проводимость на постоянном токе. С учетом этого для р-TlInTe₂ вычислены следующие физические параметры: плотность состояний, локализованных вблизи уровня Ферми, их энергетический разброс и среднее расстояние прыжков.

79 0