DFT аналіз структурних, оптоелектронних та термодинамічних характеристик халькопіриту AgAl(S₁₋ₓSeₓ)₂

  • Набіль Белуфа Гідрометеорологічний інститут навчання та досліджень IHFR, Оран, Алжир; Лабораторія мікро- та нанофізики (LaMiN), Національна політехнічна школа Оран, ENPO-MA, Оран, Алжир https://orcid.org/0009-0007-5099-5180
  • Мохаммед Улед Алі Лабораторія мікро- та нанофізики (LaMiN), Національна політехнічна школа Оран, ENPO-MA, Оран, Алжир; Факультет наук про речовину, математики та комп'ютерних наук, Університет Ахмеда Драї, Адрар, Алжир https://orcid.org/0009-0006-3516-6328
  • Хамза Рекаб-Джабрі Лабораторія мікро- та нанофізики (LaMiN), Національна політехнічна школа Оран, ENPO-MA, Оран, Алжир; 4Факультет наук про природу та життя та наук про Землю, Університет АкліМоханда-Ульхаджа, Буїра, Алжир https://orcid.org/0000-0002-2458-1335
  • Д. Белфеннаше Дослідницький центр промислових технологій CRTI, Черага, Алжир, Алжир https://orcid.org/0000-0002-4908-6058
  • Р. Єхлеф Дослідницький центр промислових технологій CRTI, Черага, Алжир, Алжир https://orcid.org/0000-0003-0646-6453
  • Хамад М. Адресс Хасан Кафедра хімії, факультет природничих наук, Університет Омара аль-Мухтара, Лівія https://orcid.org/0000-0002-6739-8311
  • Ханан Ф. Емрайєд Кафедра хімії, факультет природничих наук, Університет Омара аль-Мухтара, Лівія https://orcid.org/0009-0008-6812-4268
  • Ханібал Саїд Хатаб Факультет освіти, Аль-Мардж, Університет Бенгазі, Лівія
  • Гада М. Салем Лівійське управління наукових досліджень, Триполі, Лівія https://orcid.org/0000-0002-1830-7049
DOI: https://doi.org/10.26565/2312-4334-2026-3-63
Ключові слова: AgAl(SxSe1-x)2, FP-LAPW, WC-GGA, mBJ, закон Вегарда, квазігармоніка Дебая

Анотація

У цій роботі ми досліджували структурні, оптоелектронні та термодинамічні властивості четвертинної сполуки AgAl(SxSe1‑x)2. У цьому дослідженні використовувався метод FP-LAPW, реалізований у програмі Wien2k та інтегрований у структуру теорії функціоналу густини (DFT). Для обробки обмінного та кореляційного потенціалу використовується узагальнене градієнтне наближення (WC-GGA). Ми вивчали вплив складу на міцність утворення, видимий модуль пружності та об'єм кристалічної решітки. Згідно із зібраними даними, не спостерігається жодних відхилень у модулі стисливості порівняно із законом LCD, а також у постійній решітки порівняно із законом Вегарда. Підхід Цунгера та його колег було використано для визначення мікроскопічного джерела просторової кривизни. Порівняно з попередніми теоретичними дослідженнями, значення ширини забороненої зони, отримані з розрахунків зонної структури на основі модифікованого наближення потенціалу Бекке-Джонсона (mBJ), показують помітні покращення та набагато краще узгоджуються з експериментальними результатами для потрійних сполук. Оптичні властивості вказують на те, що статична діелектрична проникність ε1(0) зростає зі збільшенням концентрації x, тоді як енергія оптичної щілини одночасно зменшується; водночас діелектрична функція демонструє значну анізотропію в напрямку zz. Дослідження впливу теплової енергії на певні макроскопічні характеристики було проведено з використанням квазігармонічної моделі Дебая. Тим не менш, досліджені сплави показали стабільність при проміжних температурах від 0 до 800 K.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

F. Saker, L. Remache, D. Belfennache, K.R. Chebouki, and R. Yekhlef, Chalcogenide Lett. 22(2), 151 (2025).

https://doi.org/10.15251/CL.2025.222.151

R. Ouldamer, D. Madi, and D. Belfennache, in: Advanced Computational Techniques for Renewable Energy Systems. IC-AIRES

Lecture Notes in Networks and Systems, vol. 591, edited by M. Hatti, (Springer, Cham. 2023). pp. 700-705,

https://doi.org/10.1007/978-3-031-21216-1_71

S. Mahdid, D. Belfennache, D. Madi, M. Samah, R. Yekhlef, and Y. Benkrima, J. Ovonic. Res. 19(5), 535-545 (2023).

https://doi.org/10.15251/JOR.2023.195.535

Y. Bellal, A. Bouhank, D. Belfennache, R. Yekhlef, East Eur. J. Phys. (1), 170 (2025). https://doi.org/10.26565/2312-4334-

-1-16

K. Bouferrache, M.A. Ghebouli, B. Ghebouli, M. Fatmi, S. Alomairy, T.M. Althagafi, N. Bioud, et al., Eur. Phys. J. Appl. Phys.

, 29 (2025). https://doi.org/10.1051/epjap/2025027

A. Djemli, M. Reffas, K. Bouferrache, F. Benlakhdar, R. Yekhlef, D. Belfennache, and S.I. Ahmed, et al., Phys. Solid State,

(5), 356 (2025). https://doi.org/10.1134/S1063783425600499

R.P. Brian, T. Kiyosawa, and K. Masumoto, Prog. Cryst. Growth Charact. 1, 331 (1979). https://doi.org/10.1016/0146-

(79)90002-9

S. Prasad, and B.D. Pandey, Miner. Eng. 11, 763 (1998). https://doi.org/10.1016/S0892-6875(98)00061-2

H. Horinaka, S. Mononobe, and N. Yamamoto, Jpn. J. Appl. Phys. 32, 109 (1993). https://doi.org/10.7567/JJAPS.32S3.109

J. L. Shay, L. M. Schiavone, E. Buehler, and J. H. Wernick, J. Appl. Phys. 43, 2805 (1972). https://doi.org/10.1063/1.1661599

N. Uchitomi, and H. Kizaki, J. Magn. Magn. Mater. 597, 172019 (2024) https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2024.172019

L.I. Koroleva, D.M. Zashchirinskii, T.M. Khapaeva, S.F. Marenkin, I.V. Fedorchenko, R. Szymczak, B. Krzumanska, et al.,

Phys. Solid State 51, 303 (2009). https://doi.org/10.1134/S1063783409020164

D. Belfennache, N. Brihi, and D. Madi, Proceeding of the IEEE xplore, 8th (ICMIC) (2016), pp. 497–502 (2017).

https://doi.org/10.1109/ICMIC.2016.7804164

K. Madoui, A Ghechi, S. Madoui, R. Yekhlef, D. Belfennache, S. Zaiou, and M.A. Ali, East Eur. J. Phys. (3), 390 (2024).

https://doi.org/10.26565/2312-4334-2024-3-48

O. Madkhali, Phys. Scr. 99, 022004 (2024). https://doi.org/10.1088/1402-4896/ad1e44

J. Low, J. Yu, M. Jaroniec, S. Wageh, A. Ahmed, A. Ghamdi, Adv. Mater. 29, 1601694 (2017).

https://doi.org/10.1002/adma.201601694

J.Y. Tsao, S. Chowdhury, M.A. Hollis, D. Jena, N.M. Johnson, K.A. Jones, R.J. Kaplar, et al., Adv. Electron. Mater. 4, 1600501

(2017). https://doi.org/10.1002/aelm.201600501.

J.F. Randall, and J. Jacot, Renew. Energy, 28, 1851 (2003). https://doi.org/10.1016/S0960-1481(03)00068-5

J. E. Jaffe, and A. Zunger, Phys. Rev. B, 28, 5822 (1983). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.28.5822

M.Ya. Rudysh, P.A. Shchepanskyi, G.L. Myronchuk, M. Piasecki, and O.S. Martyniuk, Physica B, 654, 414731 (2023).

https://doi.org/10.1016/j.physb.2023.414731

S. Ullah, H.U. Din, G. Murtaza, T. Ouahrani, R. Khenata, and S.B. Omran, J. Alloys Compd. 617, 575 (2014).

https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.08.058

S. Kang, J. Wang, L. Yang, and S. W. Fan, Phys. Scr. 99, 035923 (2024). https://doi.org/10.1088/1402-4896/ad23ac

S. Mishra, and B. Ganguli, Solid State Commun. 151, 523 (2011). https://doi.org/10.1016/j.ssc.2011.01.024

H. Hahn, G. Frank, W. Klingler, A.D. Meyer, and G. Störger, Z. Anorg. Allg. Chem. 271, 153 (1953).

https://doi.org/10.1002/zaac.19532710307

DFT Insights into Structural, Optoelectronic and Thermodynamic Characteristics... EEJP. 3 (2026)

M. Yuan, D.B. Mitzi, O. Gunawan, A.J. Kellock, S.J. Chey, and V.R. Deline, Thin Solid Films, 519, 852 (2010).

https://doi.org/10.1016/j.tsf.2010.08.135

M.Y. Rudysh, A.O. Fedorchuk, M.G. Brik, J. Grechenkov, D. Bocharov, S. Piskunov, A.I. Popov, and M. Piasecki, Materials,

, 7017 (2023). https://doi.org/10.3390/ma16217017

W.N. Honeyman, and K.H. Wilkinson, J. Phys. D: Appl. Phys. 4, 1182 (1971). https://doi.org/10.1088/0022-3727/4/8/319

G.M.D. Nguimdo, E. Igumbor, S. Zambou, and D.P. Joubert, Comput. Condens. Matter. 21, e00391 (2019).

https://doi.org/10.1016/j.cocom.2019.e00391

G.M.D. Nguimdo, and D.P. Joubert, Eur. Phys. J. B 88, 113 (2015). https://doi.org/10.1140/epjb/e2015-50478-x

P. Cheng, and Y. Yang, Acc. Chem. Res. 53, 1218 (2020). https://doi.org/10.1021/acs.accounts.0c00157

S. Agarwal, K. Weideman, D. Rokke, K.C. Vincent, D. Zemlyanov, and R. Agrawal, J. Mater. Chem. C, 12, 325 (2024).

https://doi.org/10.1039/D3TC03540A

R.W. Robinson, Y. Han, H. Zhang, T. Ablekim, I. Khan, K.A. Persson, and A. Zakutayev, Chem. Rev. 120, 4007 (2020).

https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.9b00600

J. Wu, W. Huang, H. Liu, Z. He, B. Chen, S. Zhu, B. Zhao, Y. Lei, and X. Zhou, Cryst. Growth Des. 20, 3140 (2020).

https://doi.org/10.1021/acs.cgd.0c00018

J. Yang, Q. Fan, Y. Yu, and W. Zhang, Materials 11, 2370 (2018). https://doi.org/10.3390/ma11122370

P. Blaha, K. Schwarz, G.K.H. Madsen, D. Kvasnicka, and J. Luitz, WIEN2k, An Augmented Plane Wave Plus Local Orbitals

Program for Calculating Crystal Properties (Vienna, 2008).

Y. Benkrima, D. Belfennache, R. Yekhlef, and A.M. Ghaleb, Chalcogenide Lett. 20, 609-618 (2023).

https://doi.org/10.15251/CL.2023.208.609

K. Schwarz, P. Blaha, Comput. Mater. Sci. 28, 259 (2003). https://doi.org/10.1016/S0927-0256(03)00112-5

Y. Achour, Y. Benkrima, I.Lefkaier, and D. Belfennache, J. Nano- Electron. Phys. 15(1), 01018(5pp) (2023).

https://doi.org/10.21272/jnep.15(1).01018

Y. Benkrima, D. Belfennache, R. Yekhlef, M.E. Soudani, A. Souiga, and Y. Achour, East Eur. J. Phys. (2), 150 (2023).

https://doi.org/10.26565/2312-4334-2023-2-14

Y. Benkrima, S. Benhamida, and D. Belfennache, Dig. J. Nanomater. Bios. 18(1), 11 (2023).

https://doi.org/10.15251/DJNB.2023.181.11

Y. Benkrima, M.E. Soudani, D. Belfennache, H. Bouguettaia, and A. Souigat, J. Ovonic. Res. 18(6), 797 (2022).

https://doi.org/10.15251/JOR.2022.186.797

H. Rekab-Djabri, S. Zaiou, A. Azzouz-Rached, A. Benamrani, S. Daoud, D. Belfennache, R. Yekhlef, and N. Beloufa, East Eur.

J. Phys. 3, 298 (2025), https://doi.org/10.26565/2312-4334-2025-3-27

D. Koller, F. Tran, and P. Blaha, Phys. Rev. B, 85, 155109 (2012). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.85.155109

K. Choudhary, and F. Tavazza, Comput. Mater. Sci. 161, 300 (2019). https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2019.02.006

A.H. Reshak, Physica B: Condens. Matter 369, 243 (2005). https://doi.org/10.1016/j.physb.2005.08.038

S.P. Bremner, M.Y. Levy, and C.B. Honsberg, Prog. Photovolt: Res. Appl. 16, 225 (2008). https://doi.org/10.1002/pip.799

W.N. Honeyman, and K.H. Wilkinson, J. Phys. D: Appl. Phys. 4, 1182 (1971). https://doi.org/10.1088/0022-3727/4/8/319

L. Vegard, Z. Phys. 5, 17 (1921). https://doi.org/10.1007/BF01349680

H. Harry, F. Günter, K. Wilhelm, and G.M. Anne, Z. Anorg. Allg. Chem. 271, 153 (1953).

https://doi.org/10.1002/zaac.19532710307

C.H. Ho and C.C. Pan, AIP Adv. 2, 022123 (2012). https://doi.org/10.1063/1.4718342

M. Faizan, S. Li, Z. Liu, Z. Li, J. Xie, K. Zhou, Y. Fu, and L. Zhang, J. Mater. Chem. C 13, 2853 (2025).

https://doi.org/10.1039/D4TC04075A

F.E.H. Hassan, H. Akbarzadeh, and M. Zoaeter, J. Phys.: Condens. Matter. 16, 293 (2004). https://doi.org/10.1088/0953-

/16/3/009

J. Phillips, Rev. Mod. Phys. 42, 317 (1970). https://doi.org/10.1103/RevModPhys.42.317

J.E. Bernard, and A. Zunger, Phys. Rev. B, 34, 5992(R) (1986). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.34.5992

M. Fox, Optical Properties of Solids, 2nd ed., Oxford University Press, Oxford, (2010).

P.Y. Yu, and M. Cardona, Fundamentals of Semiconductors: Physics and Materials Properties, 4th ed., Springer, (2010).

https://doi.org/10.1007/978-3-642-00710-1

F. Wooten, Optical Properties of Solids, (Academic, 2016).

D.R. Penn, Phys. Rev. 128, 2093 (1962). https://doi.org/10.1103/PhysRev.128.2093

G. Dresselhaus, A.F. Kip, and C. Kittel, Phys. Rev. 100, 618 (1955). https://doi.org/10.1103/PhysRev.100.618

L. Cavaleri, M. Papia, G. Macaluso, et al., Mater. Struct. 47, 239 (2014). https://doi.org/10.1617/s11527-013-0058-9

Ç. Yamçıçıer, S. Al, and C. Kürkçü, Physica B: Condens. Matter: 716, 417713 (2025).

https://doi.org/10.1016/j.physb.2025.417713

K. Randall, and A. Burnham, Propellants Explos. Pyrotech. 30, 344 (2005). https://doi.org/10.1002/prep.200500024

M. Blanco, A.M. Pendás, E. Francisco, J. Recio, and R. Franco, J. Mol. Struct.: THEOCHEM, 368, 245 (1996).

https://doi.org/10.1016/S0166-1280(96)90571-0

M. Flórez, J. Recio, E. Francisco, M. Blanco, and A.M. Pendás, Phys. Rev. B, 66, 144112 (2002).

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.66.144112

E. Francisco, M. Blanco, and G. Sanjurjo, Phys. Rev. B, 63, 094107 (2001). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.63.094107

H. Xiao, K.J. Tahir, and W.A. Goddard, J. Phys. Chem. Lett. 2, 212 (2011). https://doi.org/10.1021/jz101565j

A. Verma, and S. Bhardwaj, Phys. Scr. 79, 015302 (2008). https://doi.org/10.1088/0031-8949/79/01/015302

Опубліковано
2026-09-07
Цитовано
Як цитувати
Белуфа, Н., Алі, М. У., Рекаб-Джабрі, Х., Белфеннаше, Д., Єхлеф, Р., Хасан, Х. М. А., Емрайєд, Х. Ф., Хатаб, Х. С., & Салем, Г. М. (2026). DFT аналіз структурних, оптоелектронних та термодинамічних характеристик халькопіриту AgAl(S₁₋ₓSeₓ)₂. Східно-європейський фізичний журнал, (3), 665-680. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2026-3-63
Номер
№ 3 (2026): Східно-європейський фізичний журнал
Розділ
Статті

Авторське право (c) 2026 Набіль Белуфа, Мохаммед Улед Алі, Хамза Рекаб-Джабрі, Д. Белфеннаше, Р. Єхлеф, Хамад М. Адресс Хасан, Ханан Ф. Емрайєд, Ханібал Саїд Хатаб, Гада М. Салем

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).

Найбільш популярні статті цього автора (авторів)