壓力及局域原子結(jié)構(gòu)對CuInS2光電性質(zhì)影響的第一性原理研究.pdf

1、作為一種光學(xué)帶隙與太陽光譜匹配很好的吸光層材料，CuInS2（CIS）一直備受關(guān)注。CIS具有黃銅礦（CH-CIS）、閃鋅礦（ZB-CIS）、纖鋅礦（WZ-CIS）三種不同的結(jié)構(gòu)。在閃鋅礦和纖鋅礦這兩種結(jié)構(gòu)的CIS被發(fā)現(xiàn)之前，人們研究的都是在常溫下穩(wěn)定存在的CH-CIS結(jié)構(gòu)。
　　本研究運(yùn)用第一性原理的方法，分析了CH-CIS在0-100GPa壓力作用下的相變以及光電性質(zhì)的改變。在壓力作用下，我們確認(rèn)了實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的一個(gè)在7.9GPa

2、下不可逆的轉(zhuǎn)變：由四角的黃銅礦 I42d轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫘牧⒎紽m3 m結(jié)構(gòu)，相變過程中晶格體積減少15.6%。當(dāng)壓力繼續(xù)增加，我們預(yù)測該物質(zhì)在49.6GPa時(shí)又發(fā)生另外一種新的、可能的相變：由面心立方的Fm3 m相轉(zhuǎn)變?yōu)樾狈降?Cmcm相，該相變晶格體積也有一定的減少，縮小量為0.64%。為了更深入的了解壓力作用下 CH-CIS的性質(zhì)，運(yùn)用 HSE06泛函對其電學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研究。通過分析 I42d相和壓力作用下Fm3m相、Cmcm相的態(tài)密度和