Ab initio аналіз структурних, оптичних, електронних, та термічних властивостей кубічного SrSnO3 за допомогою Wein2k

  • Арья Фізичний факультет, Національний інститут наукової освіти та досліджень, Джатні, Кхурда, Одіша, Індія https://orcid.org/0000-0002-8444-7461
  • Адітья Кумар Фізичний факультет, Наукова школа, Університет IFTM, Морадабад, U.P. Індія https://orcid.org/0000-0003-2823-774X
  • Варша Ядав Школа прикладних наук, Університет Шрі Венкатешвар, Гаджраула (Амроха), Індія https://orcid.org/0000-0003-1990-5910
  • Харі Пратап Бхаскар Фізичний факультет, Чаудхарі Махадео Прасад коледж, Праяградж, U.P. Індія https://orcid.org/0000-0002-1890-8936
  • Сушіл Кумар Фізичний факультет коледжу Хансрадж Делійського університету, Нью-Делі, Індія https://orcid.org/0000-0001-7415-9450
  • Сатьям Кумар ізичний факультет коледжу Хансрадж Делійського університету, Нью-Делі, Індія https://orcid.org/0000-0001-7101-9559
  • Упедра Кумар Фізичний факультет, Наукова школа, Університет IFTM, Морадабад, Індія https://orcid.org/0000-0001-9200-0048
DOI: https://doi.org/10.26565/2312-4334-2022-4-16
Ключові слова: розрахунки густини функціоналу, електронна структура, ефективні маси, діелектрична проникність, оптичні властивості

Анотація

У цій статті досліджено структурні, оптичні, електронні та термічні характеристики перовскітів SrSnO3, які були розраховані за допомогою теорії густини функціоналу. Для виконання обчислень використовується програмне забезпечення під назвою WEIN2K. Відповідно до наших розрахунків, енергія забороненої зони SrSnO3 становить приблизно 4,00 еВ, і він приймає викривлену кубічну форму в просторовій групі Pm3-m. Зонна структура та часткова щільність станів відображають основний внесок O 2p у валентну зону, а 5s-орбіталь від Sn у зоні провідності. Графік електронної густини суттєво показує внесок різних кластерів SrO12 і SnO6, який відіграє вирішальну роль в електронних і оптичних властивостях. Створення ковалентних зв’язків між атомами Sn і O, а також іонна взаємодія між атомами Sr і O демонструються графіками електронної густини та розрахунком SCF. Показник заломлення та коефіцієнт екстинкції прямо корелюють з дійсною та уявною частинами складної діелектричної функції. Реальна частина діелектричної функції показує вищі значення в двох основних точках енергії 3,54 еВ і 9,78 еВ, пов'язаних з поглинанням і оптичною активністю SrSnO3. Від’ємна частина частини уявної діелектричної функції свідчить про поведінку металу, що також підтримується методом -grep lapw. Властивості термоелектричної та теплопровідності свідчать про необхідність покращення коефіцієнта потужності для застосування пристрою.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

M. Glerup, K.S. Knight, and F.W. Poulsen, “High temperature structural phase transitions in SrSnO3 perovskite”, Mater. Res. Bull. 40, 507 (2005). https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2004.11.004

R.D. Shannon, “Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and chalcogenides”, Acta Crystallogr. Sect. A. 32, 751 (1976). https://doi.org/10.1107/S0567739476001551

A. Vegas, M. Vallet‐Regí, J.M. González‐Calbet, and M.A. Alario‐Franco, “The ASnO3 (A=Ca,Sr) perovskites”, Acta Crystallogr. Sect. B. 42, 167 (1986). https://doi.org/10.1107/S0108768186098403

Y. Liu, Y. Zhou, D. Jia, J. Zhao, B. Wang, Y. Cui, Q. Li, and B. Liu, “Composition dependent intrinsic defect structures in ASnO3 (A = Ca, Sr, Ba)”, J. Mater. Sci. Technol. 42, 212 (2020). https://doi.org/10.1016/j.jmst.2019.10.015

Y.A. Zulueta, R. Mut, S. Kaya, J.A. Dawson, and M.T. Nguyen, “Strontium Stannate as an Alternative Anode Material for Li-Ion Batteries”, J. Phys. Chem. C. 125, 14947 (2021). https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.1c02652

A. Kumar, B. Khan, V. Yadav, A. Dixit, U. Kumar, and M.K. Singh, “Rietveld refinement, optical, dielectric and ac conductivity studies of Ba-doped SrSnO3”, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 31, 16838 (2020). https://doi.org/10.1007/s10854-020-04240-7

E. Cortés-Adasme, R. Castillo, S. Conejeros, M. Vega, and J. Llanos, “Behavior of Eu ions in SrSnO3: Optical properties, XPS experiments and DFT calculations”, J. Alloys Compd. 771, 162 (2019). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.08.239

A.L. Goodwin, S.A.T. Redfern, M.T. Dove, D.A. Keen, and M.G. Tucker, “Ferroelectric nanoscale domains and the 905 K phase transition in SrSnO3: A neutron total-scattering study”, Phys. Rev. B, 76, 174114 (2007). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.76.174114

Q. Gao, K. Li, L. Zhao, K. Zhang, H. Li, J. Zhang, and Q. Liu, “Wide-range band-gap tuning and high electrical conductivity in La-and Pb-doped SrSnO3 epitaxial films”, ACS Appl. Mater. Interfaces, 11, 25605 (2019). https://doi.org/10.1021/acsami.9b07819

M.M. de Moura Bezerra, M.C. Oliveira, W.D. Mesquita, A.B. da Silva Junior, E. Longo, and M.F. do Carmo Gurgel, “An Ab Initio Analysis of Structural and Electronic Properties of Cubic SrSnO3”, Orbital Electron. J. Chem. 227 (2021). http://dx.doi.org/10.17807/orbital.v13i3.1603

A.A. Adewale, A. Chik, R.M. Zaki, F.C. Pa, Y.C. Keat, and N.H. Jamil, “Thermoelectric transport properties of SrTiO3 doped with Pm”, Solid State Phenom. Trans. Tech. Publ, 280, 3 (2018). https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.280.3

L. Salik, A. Bouhemadou, K. Boudiaf, F.S. Saoud, S. Bin-Omran, R. Khenata, Y. Al-Douri, and A.H. Reshak, “Structural, elastic, electronic, magnetic, optical, and thermoelectric properties of the diamond-like quaternary semiconductor CuMn2InSe4”, J. Supercond. Nov. Magn. 33, 1091 (2020). https://doi.org/10.1007/s10948-019-05331-1

E. Moreira, J.M. Henriques, D.L. Azevedo, E.W.S. Caetano, V.N. Freire, and E.L. Albuquerque, “Structural, optoelectronic, infrared and Raman spectra of orthorhombic SrSnO3 from DFT calculations”, J. Solid State Chem. 184, 921 (2011). https://doi.org/10.1016/j.jssc.2011.02.009

V.V Bannikov, I.R. Shein, V.L. Kozhevnikov, and A.L. Ivanovskii, “Magnetism without magnetic ions in non-magnetic perovskites SrTiO3, SrZrO3 and SrSnO3”, J. Magn. Magn. Mater. 320, 936 (2008). https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2007.09.012

S. Li-Wei, D. Yi-Feng, Y. Xian-Qing, and Q. Li-Xia, “Structural, electronic and elastic properties of cubic perovskites SrSnO3 and SrZrO3 under hydrostatic pressure effect”, Chinese Phys. Lett. 27, 96201 (2010). https://doi.org/10.1088/0256-307X/27/9/096201

H. Shaili, E. Mehdi Salmani, M. Beraich, R. Essajai, W. Battal, M. Ouafi, A. Elhat, et al, “Enhanced properties of the chemically prepared Gd-doped SrSnO3 thin films: experimental and DFT study”, Opt. Mater. (Amst). 107, 110136 (2020). https://doi.org/10.1016/j.optmat.2020.110136

Опубліковано
2022-12-06
Цитовано
Як цитувати
Арья, Кумар, А., Ядав, В., Бхаскар, Х. П., Кумар, С., Кумар, С., & Кумар, У. (2022). Ab initio аналіз структурних, оптичних, електронних, та термічних властивостей кубічного SrSnO3 за допомогою Wein2k. Східно-європейський фізичний журнал, (4), 164-170. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2022-4-16
Номер
№ 4 (2022): Східно-європейський фізичний журнал
Розділ
Статті

Авторське право (c) 2022 Арья, Адітья Кумар, Варша Ядав, Харі Прасад Бхаскар, Сушіл Кумар, Сатьям Кумар, Упендра Кумар

Ліцезія Creative Commons

Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

    • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).