Eлектронна структура 2Н-SnS2

Abstract

Неемпіричним ab initio методом функціонала густини проведені розрахунки електронної структури, повної та парціальних густин станів 2Н-політипа SnS2 у високосиметричних точках зони Бріллюена. Встановлено наявність восьми віток у валентній зоні 2Н-політипа. Спостерігається добра узгодженість теоретично розрахованих і експериментальних дисперсійних кривих, побудованих за результатами дослідження енергетичної структури методом фотоелектронної спектроскопії з кутовим розділенням. Встановлено, що даний політип є непрямозонним напівпровідником, в якому прямі та непрямі переходи мають місце в точках Г4®Г1 і G4®U1, відповідно. Проведено зіставлення розрахованої по всій зоні Бріллюена повної густини електронних станів у валентній зоні 2Н-політипа SnS2 з експериментальними рентгенівськими фотоелектронними (РФЕС) і ультрафіолетовими фотоелектронними (УФ ФЕС) спектрами, а для зони провідності – зі спектрами ізохромат гальмівного випромінювання і рентгеноемісійними спектрами сірки й олова та спектрами відбивання. Теоретично розрахований енергетичний розподіл повної густини електронних станів якісно та кількісно відтворює основні експериментальні особливості фотоелектронних спектрів.

Notempirical ab initio method of electron density functional theory was used to calculate a band structure and total and partial density of states of the 2H-politype of SnS2 crystal in highsymmetry points of the Brillouin zone. It was established that the valence band of 2H-politype consists of 8 branches. The good agreement between theoretically calculated and experimentally measured by means of angle resolved photoelectronic spectroscopy method band structures take place. It was established that this politype is an indirect-band semiconductor in which direct and indirect transitions took place in Г4®Г1 and G4®U1 points correspondingly. The comparison of calculated in the whole Brillouin zone density of states of the 2H-politype of SnS2 crystal with experimental data on photoelectronic and ultraviolet spectroscopy for valence band and with isochromat radiation spectra and x-ray emission spectra and reflection spectra of sulfur and tin for conduction band there carried out. Theoretically calculated energy distribution of total electron density qualitatively and quantitatively reproduces the main features of experimental photoelectron spectra.