First principles DFT calculations of the optical properties of A4BX6 group crystals

Г. Ільчук; М. Соловйов; І. Лопатинський; Ф. Гончар; Ф. Цюпко

doi:10.15330/pcss.22.1.117-122

Автор(и)

Г. Ільчук Національний університет "Львівська політехніка"
М. Соловйов Національний університет “Львівська політехніка”
І. Лопатинський Національний університет "Львівська політехніка"
Ф. Гончар Національний університет "Львівська політехніка"
Ф. Цюпко Національний університет "Львівська політехніка"

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.22.1.117-122

Ключові слова:

оптичні константи, двопроменезаломлення, електронна енергетична структура

Анотація

Представлено результати дослідження електронної енергетичної структури та оптичних властивостей кристалів групи A₄BX₆ (Tl₄HgI₆ та Tl₄CdI₆). Електронна енергетична структура кристалів Tl₄HgI₆ та Tl₄CdI₆ обчислюється за першими принципами в рамках узагальненого градієнта апроксимації (GGA). Зонну структуру та показник заломлення розраховували за допомогою псевдопотенційного методу в рамках теорії функціоналу густини. Край оптичного поглинання в Tl₄HgI₆ та Tl₄CdI₆ сформований прямими оптичними переходами. Спектральну залежність показника заломлення розраховували на основі результатів електронної енергетичної структури за допомогою методу Крамерса – Кроніга. Спектри демонструють виражену анізотропію в поляризаціях E||a(b) та E||c. Виявлено аномально велике значення показника двопроменезаломлення (Δn > 0.18 for Tl₄HgI₆ and Δn > 0.03 for Tl₄CdI₆) у видимій та ближній інфрачервоній області.

Посилання

D. S. Kalyagin, Y. E. Ermolenko and Y. G. Vlasov, Russ. J. Appl. Chem., 81(81), 2172 (2008) (DOI: 10.1134/S1070427208120264).

D. Kahler, N. B. Singh, D. J. Knuteson, B. Wagner, A. Berghmans, S. McLaughlin, M. King, K. Schwartz, D. Suhre and M. Gotlieb, Nucl. Instruments Methods Phys. Res. Sect. A Accel. Spectrometers, Detect. Assoc. Equip., 652(1), 183 (2011) (DOI: 10.1016/j.nima.2010.09.057).

K. I. Avdienko, D. V. Badikov, V. V. Badikov, V. I. Chizhikov, V. L. Panyutin, G. S. Shevyrdyaeva, S. I. Scherbakov and E. S. Scherbakova, Opt. Mater. (Amst)., 23(3–4), 569 (2003) (DOI: 10.1016/S0925-3467(03)00023-5).

S. Wang, Z. Liu, J. A. Peters, M. Sebastian, S. L. Nguyen, C. D. Malliakas, C. C. Stoumpos, J. Im, A. J. Freeman, B. W. Wessels and M. G. Kanatzidis, Cryst. Growth Des., 14(5), 2401 (2014) (DOI: 10.1021/cg5001446).

V. Franiv, Visnyk of the Lviv University, Series Physics, 48, 159 (2013).

A.I. Kashuba, T.S. Malyi, M.V. Solovyov, V.B. Stakhura, M.O. Chylii, P. Shchepanskyi and V.A. Franiv, Optics and Spectroscopy, 125(6), 853 (2018) (DOI: 10.1134/S0030400X18120081).

A.I. Kashuba, M.V. Solovyov, T.S. Maliy, I.A. Franiv, O.O. Gomonnai, O.V. Bovgyra, O.V. Futey, A.V. Franiv and V.B. Stakhura, Journal of physical studies, 22(2), 2701(1-4) (2014) (DOI: 10.30970/jps.22.2701).

V.A. Franiv, Z. Czapla, S. Dacko, A.V. Franiv and O.S. Kushnir, Ukr. J. Phys., 59(11), 1078 (2014).

M. Piasecki, G. Lakshminarayana, A. O. Fedorchuk, O. S. Kushnir, V. A. Franiv, A. V. Franiv, G. Myronchuk and K. J. Plucinski, J. Mater. Sci. Mater. Electron., 24(4), 1187 (2013) (DOI: 10.1134/S0030400X17070074).

M. Solovyov, A. Kashuba, V. Franiv, A. Franiv and O. Futey, in Proceedings of the IEEE International Young Scientific Forum on Appl. Phys. Engineer, pp. 17–20, October 2017 (DOI: 10.1109/YSF.2017.8126617).

A.I. Kashuba, M.V. Solovyov, A.V. Franiv, B. Andriyevsky, T.S. Malyi, V.B. Tsyumra, Ya.A. Zhydachevskyy, H.A. Ilchuk and M.V. Fedula, Low Temperature Physics, 46(10), 1039 (2020) (DOI: 10.1063/10.0001922).

A.I. Kashuba, R.Yu. Petrus, B.V. Andrievskyi, M.V. Solov’ev, I.V. Semkiv, T.S. Malyi, M.O. Chylii, V.B. Stakhura, P.A. Shchepanskyi and A.V. Franiv, Materials Science. 55(4), 602 (2020) (DOI: 10.1007/s11003-020-00345-w).

A. Kashuba, M. Solovyov, T. Malyi, I. Semkiv and A. Franiv, in Proceedings of XIth International Scientific and Practical Conference on Electronics and Information Technologies (ELIT), pp. 272–276, September 2019. (DOI: 10.1109/ELIT.2019.8892315).

V. Franiv, O. Bovgyra, O. Kushnir, A. Franiv and K. J. Plucinski, Opt. Appl., XLIV(2), 317 (2014) (DOI: 10.5277/oa140212).

D. Vanderbilt, Phys. Rev. B., 41(11), 7892 (1990) (DOI: 10.1103/PhysRevB.41.7892).

J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett., 78(7), 1396 (1997) (DOI: 10.1103/PhysRevLett.78.1396).

I. V. Semkiv, B. A. Lukiyanets, H. A. Ilchuk, R. Yu. Petrus, A. I. Kashuba and M. V. Chekaylo, J. Nano- Electron. Phys., 8(1), 01011(1-5) (2016) (DOI: 10.21272/jnep.8(1).01011).

H. J. Monkhorst and J. D. Pack, Phys. Rev. B., 13(12), 5188 (1976) (DOI: 10.1103/PhysRevB.13.5188).

A. Kashuba, B. Andriyevskyy, I. Semkiv, L. Andriyevska, R. Petrus, E. Zmiiovska and D. Popovych, J. Nano- Electron. Phys., 10(6), 06025(1-4) (2018) (DOI: 10.21272/jnep.10(6).06025).

W. Kohn and L. J. Sham, Phys. Rev. A., 140(4), 1133 (1965) (DOI: 10.1103/PhysRev.140.A1133).

R.Yu. Petrus, H.A. Ilchuk, A.I. Kashuba, I.V. Semkiv, E.O. Zmiiovska and F.M. Honchar, Journal of Applied Spectroscopy, 87(1), 35 (2020) (DOI: 10.1007/s10812-020-00959-7).

H. Ilchuk, R. Petrus, A. Kashuba, I. Semkiv and E. Zmiiovska, Molecular Crystals and Liquid Crystals, 699(1), 1 (2020) (DOI: 10.1080/15421406.2020.1732532).

R. Petrus, H. Ilchuk, A. Kashuba, I. Semkiv and E. Zmiiovska, Funct. Mater., 27(2), 342 (2020) (DOI: 10.15407/fm27.02.342).

Z.R. Zapukhlyak, L.I. Nykyruy, V.M. Rubish, G. Wisz, V.V. Prokopiv, M.O. Halushchak, I.M. Lishchynsky, L.O. Katanova and R.S. Yavorskyi, Physics and Chemistry of Solid State, 21(4), 660 (2020).

H.A. Ilchuk, A.I. Kashuba, R.Y. Petrus, I.V. Semkiv and V.G. Haiduchok, Journal of Physical Studies, 24(3), 3705(9) (2020) (DOI: 10.30970/jps.24.3705).

R. Yavorskyi, L. Nykyruy, G. Wisz, P. Potera, S. Adamiak, and S. Górny, Applied Nanoscience, 9(5), 715 (2019) (DOI: 10.1007/s13204-018-0872-z).

A.V. Franiv, V.Y. Stadnyk, A.I. Kashuba, R.S. Brezvin, O.V. Bovgira and A.V. Futei, Optics and Spectroscopy, 123(1), 177(2017) (DOI: 10.1134/S0030400X17070074).

A.I. Kashuba, A.V. Franiv, R.S. Brezvin and O.V. Bovgyra, Functional materials, 23(4), 26 (2017) (DOI: 10.15407/fm24.01.026).

L. Nykyrui, Y. Saliy, R. Yavorskyi, Y. Yavorskyi, V. Schenderovsky, G. Wisz, and S. Górny, in 2017 IEEE 7th International Conference Nanomaterials: Application & Properties (NAP), pp. 01PCSI26-1, September 2017 (DOI: 10.1109/NAP.2017.8190161).

A.I. Kashuba and S.V. Apunevych, J. Nano- Electron. Phys., 8(1), 1010(1-5) (2016) (DOI: 10.21272/jnep.10(1).01013).

P.A. Shchepanskyi, O.S. Kushnir, V.Yo. Stadnyk, A.O. Fedorchuk, M.Ya. Rudysh, R.S. Brezvin, P.Yu. Demchenko and A.S. Krymus, Ukr. J. Phys. Opt., 18(4), 187 (2017) (DOI: 10.3116/16091833/18/4/187/2017).

P.A. Shchepanskyi, O.S. Kushnir, V.Yo. Stadnyk, R.S. Brezvin and A.O. Fedorchuk, Ukr. J. Phys. Opt., 19(3), 141 (2018) (DOI: 10.3116/16091833/19/3/141/2018).

Web-source: http://www.mt-berlin.com/frames_cryst/descriptions/birefringent.htm.