Ab initio study of some physical properties of the newly synthesized selenides 𝐓𝒍𝟐𝑪𝒅𝑿𝑺𝒆𝟒(X = Ge, Sn)
| dc.contributor.author | KARKOUR , Selma | |
| dc.contributor.author | BOUHEMADOU , A. Supervisor | |
| dc.contributor.author | HADDADI , K. Co-supervisor | |
| dc.date.accessioned | 2026-06-24T09:24:07Z | |
| dc.date.issued | 2024 | |
| dc.description.abstract | Motivated by the increasing need for high-performance semiconductor materials, we conducted a comprehensive investigation into the structural, elastic, electronic, and optical properties of two recently synthesized compounds, namely Tl2CdGeSe4 and Tl2CdSnSe4, using the full potential linearized augmented plane wave (FP-LAPW) and pseudopotential plane wave (PP-PW) employing density functional theory calculations. The calculations were carried out with the inclusion of relativistic effects, specifically accounting for spin-orbit coupling (SOC). The resulting equilibrium structural parameters obtained from the computations exhibit remarkable agreement with available measurements. It should be noted that the calculations for all the properties examined were carried out using the theoretic equilibrium lattice parameters. The obtained results for both monocrystalline and polycrystalline elastic constants indicate that the investigated compounds exhibit softness, ductility, mechanical stability, and significant structural and elastic anisotropy. By employing the Tran-Blaha modified Becke-Johnson potential and considering the inclusion of spin-orbit coupling (SOC), our calculations reveal that both Tl2CdGeSe4 and Tl2CdSnSe4 are direct bandgap semiconductors. Incorporating SOC leads to a reduction in the fundamental bandgap of Tl2CdGeSe4 from 1.123 to 0.981 eV and that of Tl2CdSnSe4 from 1.097 to 0.953 eV. The l-decomposed atom-projected densities of states were utilized to determine the individual contributions of each constituent atom to the electronic states within the energy bands. The upper valence subband predominantly arises from the Se-4p states, while the bottom of the conduction band primarily originates from the Se-4p and Ge-4p/Sn-5p states. Furthermore, frequency-dependent linear optical parameters, including the complex dielectric function, absorption coefficient, refractive index, reflectivity, and energy-loss function, were calculated across a wide energy range for electromagnetic waves polarized parallel and perpendicular to the c-axis. Efforts were made to elucidate the microscopic origins of the observed peaks and structures in the calculated optical spectra. | |
| dc.description.sponsorship | Motivés par le besoin croissant de matériaux semi-conducteurs hautes performances, nous avons mené une enquête approfondie sur les propriétés structurelles, élastiques, électroniques et optiques de deux composés récemment synthétisés, à savoir Tl2CdGeSe4 et Tl2CdSnSe4, en utilisant l'onde plane augmentée linéarisée à plein potentiel (FP-LAPW) et l'onde plane pseudopotentielle (PP-PW) en utilisant des calculs de théorie fonctionnelle de la densité. Les calculs ont été effectués en tenant compte des effets relativistes, notamment en tenant compte du couplage spin-orbite (SOC). Les paramètres structurels d'équilibre résultants obtenus à partir des calculs présentent un accord remarquable avec les mesures disponibles. Il convient de noter que les calculs pour toutes les propriétés examinées ont été effectués en utilisant les paramètres de réseau d'équilibre théoriques. Les résultats obtenus pour les constantes élastiques monocristallines et polycristallines indiquent que les composés étudiés présentent une douceur, une ductilité, une stabilité mécanique et une anisotropie structurelle et élastique significative. En utilisant le potentiel de Becke-Johnson modifié par Tran-Blaha et en tenant compte de l'inclusion du couplage spin-orbite (SOC), nos calculs révèlent que Tl2CdGeSe4 et Tl2CdSnSe4 sont des semi-conducteurs à bande interdite directe. L'incorporation de SOC conduit à une réduction de la bande interdite fondamentale de Tl2CdGeSe4 de 1.123 à 0.981 eV et celle de Tl2CdSnSe4 de 1.097 à 0.953 eV. Les densités d'états projetées par les atomes l-décomposés ont été utilisées pour déterminer les contributions individuelles de chaque atome constitutif aux états électroniques dans les bandes d'énergie. La sous-bande de valence supérieure provient principalement des états Se-4p, tandis que la partie inférieure de la bande de conduction provient principalement des états Se-4p et Ge-4p/Sn-5p. De plus, les paramètres optiques linéaires dépendant de la fréquence, y compris la fonction diélectrique complexe, le coefficient d'absorption, l'indice de réfraction, la réflectivité et la fonction de perte d'énergie, ont été calculés sur une large gamme d'énergie pour les ondes électromagnétiques polarisées parallèlement et perpendiculairement à l'axe c. Des efforts ont été faits pour élucider les origines microscopiques des pics et des structures observées dans les spectres optiques calculés. | |
| dc.identifier.uri | https://repository.univ-setif.dz/handle/123456789/1420 | |
| dc.language.iso | en | |
| dc.publisher | Setif 1 University - Ferhat ABBAS , Faculty of Sciences | |
| dc.subject | First-principles calculations | |
| dc.subject | Spin-orbit coupling | |
| dc.subject | Effective masse | |
| dc.subject | DFT | |
| dc.subject | FP- LAPW | |
| dc.subject | GGA | |
| dc.subject | TB-mBJ | |
| dc.title | Ab initio study of some physical properties of the newly synthesized selenides 𝐓𝒍𝟐𝑪𝒅𝑿𝑺𝒆𝟒(X = Ge, Sn) | |
| dc.type | Thesis |
Files
Original bundle
1 - 1 of 1
Loading...
- Name:
- ETH 2339 Ab initio study of some physical properties of the newly synthesized selenides 𝐓𝒍𝟐𝑪𝒅𝑿𝑺𝒆𝟒(X = Ge, Sn) KARKOUR , Selma.pdf
- Size:
- 9.54 MB
- Format:
- Adobe Portable Document Format
License bundle
1 - 1 of 1
Loading...
- Name:
- license.txt
- Size:
- 1.71 KB
- Format:
- Item-specific license agreed to upon submission
- Description:
