半导体材料AAl^2C4（A=Zn，Cd，Hg；C=S，Se）的电子结构和光学性质

• 作者: 丁开宁 加伟 周和根 李奕 章永凡 肖河阳 陈懂 陈虹
• 来源期刊: 物理学报
• 学科: 化学
• 关键词: 缺陷型黄铜矿结构 密度泛函理论 能带结构 光学性质
• 年，卷（期）: 2012,（12）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质：电子结构、电学、磁学和光学性质
• 页码范围: 442-451
• 分类号: O641.4
• 语种: 中文

摘要

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法，对具有缺陷型黄铜矿结构的半导体材料A^ⅡA12C^Ⅵ（A=Zn，Cd，Hg；C=S，Se）的构型和电子结构进行研究，并系统考察了各晶体的光学性质．对于线性光学性质，五种晶体在红外区和部分可见光区具有良好的透光性能，其中HgAl2S4和HgAl2Se4晶体具有适中的双折射率．在非线性光学性质方面，该类晶体倍频效应较强，理论预测得到的二阶静态倍频系数均较大（〉20pm／V）．体系的倍频效应主要来源于价带顶附近以S／Se价P轨道为主要成分的能带向含有较多A1／Hg价P成分的空带之间的跃迁．通过与已商业化的AgGaCz晶体光学性质的对比，结果表明HgAl2S4和HgAl2Se4是一类性能优良的红外非线性光学晶体材料．