Електронні, структурні та оптичні властивості селеніду кадмію (CdSe) у структурі цинкової обманки та в'юрциту, використовуючи теорію функціоналу густини та поправки Хаббарда

Abstract

Структури селеніду кадмію (CdSe) типу цинкової обманки (ZB) та в’юрциту (WZ) визначено, використовуючи теорію функціоналу густини у межах наближення локальної густини (LDA), узагальненого наближення градієнта (GGA), корекції Хаббарда (GGA + U) та наближення гібридного функціоналу (PBE0 або HSE06). Використовуючи псевдопотенціал плоских хвиль із перших принципів отримано релаксаційні положення атомів CdSe у структурі ZB та WZ на основі методу мінімізації загальної енергії та сил за наближенням Геллмана і Фейнмана. Перевірка на збіжність загальної енергії щодо енергії відсікання та k-точки проводили для забезпечення необхідної точності розрахунку. Розраховано константи рівноважних сталих гратки та об'єм елементарної комірки CdSe для обох фазах. Отримане значення порівнюється із експериментальними значеннями. Крім того, ширина забороненої зони CdSe аналізується за допомогою DFT в межах LDA, GGA, DFT + U та PBE0 для наближення невідомого обмінного кореляційного функціоналу. Значення ширини забороненої зони, отримані з використанням LDA та GGA, подекуди недооцінені через їх погану апроксимацію обмінно-кореляційного потенціалу. Цю проблему було покращено за допомогою використання проектора псевдопотенціалу доповненої хвилі в рамках корекції Хаббарда (GGA + U) та гібридного функціонального наближення. Оптичні властивості: виконано дослідження комплексних та дійсних частин діелектричної функції, спектру втрат енергії та коефіцієнту поглинання CdSe як у фазі ZB, так і у фазі WZ.