FORMIROVANIE POLUPROVODNIKOVOGO SOSTOYaNIYa V OKSISUL'FOSTIBNITAKh RSbS2O PRI R = Dy, Ho, Er

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Исследованы особенности формирования полупроводникового состояния в оксисульфостибнитах редкоземельных металлов DySbS2O, HoSbS2O и ErSbS2O. Теоретические расчеты, выполненные в рамках метода GGA+U с учетом электронных корреляций в 4f-оболочке редкоземельных элементов, показали, что три соединения, DySbS2O, HoSbS2O и ErSbS2O, являются полупроводниками с малой по величине прямой щелью 0.06, 0.10 и 0.09 эВ для DySbS2O, HoSbS2O и ErSbS2O соответственно в высокосимметричной точке X. Обнаружено, что для формирования запрещенной зоны в оксисульфостибнитах редкоземельных металлов важными оказываются как проведение оптимизации кристаллической структуры, так и учет спин-орбитального взаимодействия. Оксисульфостибниты редкоземельных металлов, как и их слоистые структурные аналоги оксисульфиды, благодаря своим свойствам могут найти широкое применение в биомедицине, фотолюминесценции и других областях.

About the authors

S. T Baydak

Институт физики металлов им. М. Н. Михеева Уральского отделения Российской академиии наук; Физико-технологический институт, Уральский федеральный университет им. Б. Н. Ельцина

Email: baidak@imp.uran.ru
Екатеринбург, Россия; Екатеринбург, Россия

A. V Lukoyanov

Институт физики металлов им. М. Н. Михеева Уральского отделения Российской академиии наук; Физико-технологический институт, Уральский федеральный университет им. Б. Н. Ельцина

Екатеринбург, Россия; Екатеринбург, Россия

References

  1. J. H.L. Voncken, The Rare Earth Elements, Springer Briefs in Earth Sciences (2016).
  2. V. Balaram, Geosci. Front. 10, 1285 (2019).
  3. Gadolinium: Compounds, Production and Applications, ed. by C. C. Thompson, Nova Sci. Publ. Inc, UK (2011).
  4. J. Nayak, S.-C. Wu, N. Kumar, C. Shekhar, S. Singh, J. Fink, E. E. D. Rienks, G. H. Fecher, S. S. P. Parkin, B. Yan, and C. Felser, Nat. Commun. 8, 13942 (2017).
  5. Z. Li, D.-D. Xu, S.-Y. Ning, H. Su, T. Iitaka, T. To-hyama, and J.-X Zhang, Int. J. Mod. Phys. B 31, 1750217 (2017).
  6. Y. Wu, Y. Lee, T. Kong, D. Mou, R. Jiang, L. Huang, S.L. Bud’ko, P. C. Canfield, and A. Kaminski, Phys. Rev. B 96, 035134 (2017).
  7. S. T. Baidak and A. V. Lukoyanov, Materials 16, 242 (2023).
  8. Yu. V. Knyazev, Yu. I. Kuz’min, S. T. Baidak, and A. V. Lukoyanov, Sol. St. Sci. 136, 107085 (2023).
  9. L. Chen, Y. Wu, H. Huo, B. Tang, X. Ma, J. Wang, C. Sun, J. Sun, and S. Zhou, ACS Appl. Nano Mater. 5, 8440 (2022).
  10. B. Ortega-Berlanga, L. Betancourt-Mendiola, C. An-gel-Olarte, L. Hernandez-Adame, S. Rosales-Mendoza, and G. Palestino, Crystals 11, 1094 (2021).
  11. J. Lian, X. Sun, J.-G. Li, B. Xiao, and K. Duan, Mater. Chem. Phys. 122, 354 (2010).
  12. C. Larquet and S. Carenco, Inorg. Chem. Front. 8, 179 (2020).
  13. F. Wang, X. Chen, D. Liu, B. Yang, and Y. Dai, J. Mol. Struct. 1020, 153 (2012).
  14. X. Wang, J.-G Li, M. S. Molokeev, X. Wang, W. Liu, Q. Zhu, H. Tanaka, K. Suzuta, B.-N. Kim, and Y. Sakka, RSC Adv. 7, 13331 (2017).
  15. F. Li, M. Jin, Z. Li, X. Wang, Q. Zhu, and J.-G. Li, Appl. Surf. Sci. 609, 155323 (2023).
  16. О. М. Алиев и В. С. Танрывердиев, Ж. неорг. химии 42, 1918 (1997).
  17. S. T. Baidak and A. V. Lukoyanov, Int. J. Mol. Sci. 24, 8778 (2023).
  18. P. Giannozzi, S. Baroni, N. Bonini, M. Calandra, R. Car, C. Cavazzoni, D. Ceresoli, G. L. Chiarotti, M. Cococcioni, and I. Dabo, J. Phys.: Condens. Matter 21, 395502 (2009).
  19. P. Giannozzi, O. Andreussi, T. Brumme, O. Bunau, M. B. Nardelli, M. Calandra, R. Car, C. Cavazzoni, D. Ceresoli, and M. Cococcioni, J. Phys.: Condens. Matter 29, 465901 (2017).
  20. V. I. Anisimov, F. Aryasetiawan and A. I. Lichtenstein, J. Phys.: Condens. Matter 9, 767 (1997).
  21. J. P. Perdew, K. Burke and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77, 3865 (1996).
  22. M. Topsakal and R. M. Wentzcovitch, Comput. Mater. Sci. 95, 263 (2014).
  23. K. Momma and F. Izumi, J. Appl. Crystallogr. 44, 1272 (2011).
  24. V. V. Marchenkov, A. V. Lukoyanov, S. T. Baidak, A. N. Perevalova, B. M. Fominykh, S. V. Naumov, and E. B. Marchenkova, Micromachines 14, 1888 (2023).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences