Artículo de revista
Strain Effects on the Electronic and Optical Properties of Kesterite Cu2ZnGeX4 (X = S, Se): First-Principles Study
Efectos de la deformación sobre las propiedades electrónicas y ópticas de la kesterita Cu2ZnGeX4 (X = S, Se): estudio de primeros principios
Registro en:
2079-4991
10.3390/nano11102692
WU2UT
34685133
WOS:000716406000001
Autor
El Hamdaoui, Jawad
El-Yadri, Mohamed
Farkous, Mohamed
Kria, Mohamed
Courel, Maykel
Ojeda, Miguel
Perez, Laura M.
Tiutiunnyk, Anton
Laroze, David
Feddi, El Mustapha
Institución
Resumen
Following the chronological stages of calculations imposed by the WIEN2K code, we have performed a series of density functional theory calculations, from which we were able to study the effect of strain on the kesterite structures for two quaternary semiconductor compounds Cu2ZnGeS4 and Cu2ZnGeSe4. Remarkable changes were found in the electronic and optical properties of these two materials during the application of biaxial strain. Indeed, the band gap energy of both materials decreases from the equilibrium state, and the applied strain is more pronounced. The main optical features are also related to the applied strain. Notably, we found that the energies of the peaks present in the dielectric function spectra are slightly shifted towards low energies with strain, leading to significant refraction and extinction index responses. The obtained results can be used to reinforce the candidature of Cu2ZnGeX4(X = S, Se) in the field of photovoltaic devices.</p> Siguiendo las etapas cronológicas de cálculos impuestas por el código WIEN2K, hemos realizado una serie de cálculos de la teoría funcional de la densidad, a partir de los cuales pudimos estudiar el efecto de la deformación en las estructuras de kesterita para dos compuestos semiconductores cuaternarios Cu2ZnGeS4 y Cu2ZnGeSe4. Se encontraron cambios notables en las propiedades electrónicas y ópticas de estos dos materiales durante la aplicación de tensión biaxial. De hecho, la energía de banda prohibida de ambos materiales disminuye desde el estado de equilibrio y la tensión aplicada es más pronunciada. Las principales características ópticas también están relacionadas con la tensión aplicada. En particular, descubrimos que las energías de los picos presentes en los espectros de la función dieléctrica se desplazan ligeramente hacia bajas energías con la tensión, lo que lleva a respuestas significativas del índice de refracción y extinción. Los resultados obtenidos pueden utilizarse para reforzar la candidatura de Cu2ZnGeX4(X = S, Se) en el campo de los dispositivos fotovoltaicos.</p>