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

dc.contributorjawadelhamdaoui11@gmail.com; md.yadri@gmail.com; mohammedfarkous@gmail.com; mohamedkria1@gmail.com; maykelcourel@gmail.com; miguelojedama@gmail.com; lperez@uta.cl; tyutyunnyk.a.m@academicos.uta.cl; dlarozen@uta.cl; e.feddi@um5s.net.ma
dc.contributorFONDECYT [1180905]; Centers of Excellence with BASAL/ANID, CEDENNA [AFB180001]
dc.contributorLaroze, David https://orcid.org/0000-0002-6487-8096
dc.contributorFeddi, El mustapha https://orcid.org/0000-0001-6641-3623
dc.contributorPérez, Laura M https://orcid.org/0000-0002-2915-309X
dc.contributorTiutiunnyk, Anton https://orcid.org/0000-0003-1692-5561
dc.contributorEL-YADRI, Mohamed https://orcid.org/0000-0002-9059-5882
dc.contributorEl Hamdaoui, Jawad https://orcid.org/0000-0003-3650-7519
dc.contributormohamed, Farkous https://orcid.org/0000-0002-1088-4300
dc.contributorCourel, Maykel https://orcid.org/0000-0001-9149-3506
dc.creatorEl Hamdaoui, Jawad
dc.creatorEl-Yadri, Mohamed
dc.creatorFarkous, Mohamed
dc.creatorKria, Mohamed
dc.creatorCourel, Maykel
dc.creatorOjeda, Miguel
dc.creatorPerez, Laura M.
dc.creatorTiutiunnyk, Anton
dc.creatorLaroze, David
dc.creatorFeddi, El Mustapha
dc.date2023-04-18T01:50:12Z
dc.date2023-04-18T01:50:12Z
dc.date2021
dc.date.accessioned2023-09-27T20:20:53Z
dc.date.available2023-09-27T20:20:53Z
dc.identifierhttps://repositorio.uta.cl/xmlui/handle/20.500.14396/2436
dc.identifier2079-4991
dc.identifier10.3390/nano11102692
dc.identifierWU2UT
dc.identifier34685133
dc.identifierWOS:000716406000001
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/8943762
dc.descriptionFollowing 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>
dc.descriptionSiguiendo 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>
dc.formatapplication/pdf
dc.format18 páginas
dc.languageEnglish
dc.publisherMDPI
dc.relationNanomaterials, vol.11 no.10 (2021)
dc.relationhttps://doi.org/10.3390/nano11102692
dc.rightsGreen Published, gold
dc.rightsAcceso abierto
dc.sourceNanomaterials
dc.subjectKesterite
dc.subjectCzgs
dc.subjectCzgse
dc.subjectStrain Engineering
dc.subjectOptical Properties
dc.subjectEquation-Of-State
dc.subjectSolar-Cells
dc.subjectCrystal-Structure
dc.subjectPhase-Diagram
dc.subjectCu2znsns4
dc.subjectAbsorber
dc.subjectEfficiency
dc.subjectDft
dc.subjectCrystallization
dc.subjectPerformance
dc.subjectKesterita
dc.subjectCzgs
dc.subjectCzgse
dc.subjectIngeniería de la Deformación
dc.subjectPropiedades Ópticas
dc.subjectEcuación de Estado
dc.subjectCélulas Solares
dc.subjectEstructura Cristalina
dc.subjectDiagrama de Fases
dc.subjectCu2znsns4
dc.subjectAbsorbedor
dc.subjectEficiencia
dc.subjectDft
dc.subjectCristalización
dc.subjectRendimiento
dc.titleStrain Effects on the Electronic and Optical Properties of Kesterite Cu2ZnGeX4 (X = S, Se): First-Principles Study
dc.titleEfectos de la deformación sobre las propiedades electrónicas y ópticas de la kesterita Cu2ZnGeX4 (X = S, Se): estudio de primeros principios
dc.typeArtículo de revista


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