缺陷黄铜矿结构XGa_2S_4(X=Zn,Cd,Hg)晶体电子结构和光学性质的第一性原理研究

摘要

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理超软赝势方法对缺陷黄铜矿结构XGa2S4(X=Zn,Cd,Hg)晶体的晶格结构、电学以及光学性质进行了对比研究.分析比较了它们的晶格常数、键长、能带结构、态密度、介电函数、折射率和反射系数等性质,并总结其变化趋势.结果表明:这三种材料的光学性质在中间能量区域(4eV—10eV)表现出较强的各向异性,而在低能区域(10eV)各向异性较弱.ZnGa2S4和HgGa2S4两种材料的折射率曲线在等离子体频率ωp处有一明显的拐点,反射系数在ωp处达到最大值后急剧下降.三种晶体的强反射峰均处于紫外区域,因此可以用作紫外光屏蔽或紫外探测材料.