First-principles investigation of structural phase transitions and electronic properties of CuGaSe2 up to 100 GPa
First-principles investigation of structural phase transitions and electronic properties of CuGaSe2 up to 100 GPa
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CuGaSe2 高达 100 GPa 的结构相变和电子性能的第一性原理研究
DOI：
10.1016/j.commatsci.2012.08.031
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发表时间：
2013-02
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
W J Lu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
H T Xue;F L Tang;W J Lu
基于密度泛函理论的第一性原理计算方法对光伏材料CuGaSe 2进行了100 GPa下的结构相变和电子性质的研究.能量-体积分析证实CuGaSe 2在11.87GPa下由四相I 4 <$2d结构转变为立方的Fm 3 <$m结构，体积减小了13.33%，与13 GPa和13%的实验结果基本一致.我们还预测了CuGaSe_2在51.4GPa下的另一个相变，即从立方的Fm ~（3 $> m）结构转变为正交的Cmcm结构，体积减小了0.49%。利用HSE函数进行能隙-压力分析，发现I4 <$2d结构的能隙以52.3meV/GPa的速率展宽。通过能带结构和态密度的计算，预测了Fm 3 <$m和Cmcm相的金属性，并通过键长和电荷重分布的计算，讨论了高压下金属性的根源。
First-principles calculations based on density functional theory have been carried out for the photovoltaic material CuGaSe2up to 100GPa to clarify its possible structural phase transitions and electronic properties. Energy–Volume analysis confirms that CuGaSe2transforms from the tetragonal I4¯2d structure to the cubic Fm3¯m structure at 11.87GPa with a volume reduction of 13.33%, which are in fair agreement with the experimental results of 13GPa and 13%, respectively. We also predict another phase transformation of CuGaSe2from the cubic Fm3¯m structure to the orthorhombic Cmcm structure at 51.4GPa with a volume reduction of 0.49%. By using the HSE functional for Gap–Pressure analysis, we find that the energy gap of I4¯2d structure broadens at a rate of 52.3meV/GPa. By the band structure and the density of states calculation, we predict the metallic nature of the Fm3¯m and Cmcm phases and discuss the original reason of metallic nature under high pressure by the calculation of bond lengths and the charge redistribution.
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影响因子：
2.1
作者：
P. Pluengphon;T. Bovornratanaraks;S. Vannarat;K. Yoodee;D. Ruffolo;U. Pinsook
通讯作者：
P. Pluengphon;T. Bovornratanaraks;S. Vannarat;K. Yoodee;D. Ruffolo;U. Pinsook
影响因子：
8.6
作者：
Chelikowsky;Burdett
通讯作者：
Chelikowsky;Burdett
DOI：
10.1073/pnas.30.9.244
发表时间：
1944-01-01
影响因子：
11.1
作者：
Murnaghan, FD
通讯作者：
Murnaghan, FD
影响因子：
3.7
作者：
Kresse, G;Furthmuller, J
通讯作者：
Furthmuller, J
影响因子：
3.7
作者：
MONKHORST, HJ;PACK, JD
通讯作者：
PACK, JD