Электронное строение Cd-замещенных кремниевых клатратов

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Представлены результаты теоретического исследования электронного строения ряда Cd-замещенных клатратов на основе кремния. Расчет проводился методом линеаризованных присоединенных плоских волн. В результате расчета была получена зонная структура, полные и парциальные плотности электронных состояний. Проведен анализ влияния количества замещающих атомом кадмия и их кристаллографической позиции в элементарной ячейке на электронно-энергетический спектр клатратов.

全文:

受限制的访问

作者简介

Н. Борщ

Воронежский государственный технический университет

编辑信件的主要联系方式.
Email: n.a.borshch@ya.ru
俄罗斯联邦, 394006 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84

Н. Переславцева

Воронежский государственный технический университет

Email: n.a.borshch@ya.ru
俄罗斯联邦, 394006 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84

В. Радина

Воронежский государственный университет

Email: n.a.borshch@ya.ru
俄罗斯联邦, 394018 Воронеж, Университетская пл., 1

С. Курганский

Воронежский государственный университет

Email: n.a.borshch@ya.ru
俄罗斯联邦, 394018 Воронеж, Университетская пл., 1

参考

  1. Slack G.A. Design Concepts for Improved Thermoelectric Materials // MRS Proc. 1997. V. 478. P. 47–54. https://doi.org/10.1557/PROC-478-47
  2. Kasper J. S., Hagenmuller P., Pouchard M., Cros C. Clathrate Structure of Silicon Na8Si46 and NaxSi136 (x < 11) // Science. 1965. V. 150. P. 1713–1716. https://doi.org/10.1126/science.150.3704.1713
  3. Guloy A., Ramlau R., Tang Z., Schnelle M., Baitinger M., Grin Y. A Guest-Free Germanium Clathrate // Nature. 2006. V. 443. P. 320–323. https://doi.org/10.1038/nature05145
  4. Myles C. W., Dong J., Sankey O. F. Structural and Electronic Properties of Tin Clathrate Materials // Phys. Rev. B. 2001. V. 64. P. 165202–165212. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.64.165202
  5. Shimizu F., Maniwa Y., Kume K., Kawaji K., Yamanaka S., Ishikawa M. NMR Study in the Superconducting Silicon Clathrate Compound NaxBaySi46 // Phys. Rev. B. 1996. V. 54. P. 13242–13246. https://doi.org/10.1103/physrevb.54.13242
  6. Tse J. S., Desgreniers S., Zhi-qiang L., Ferguson M. R., Kawazoe Y. Structural Stability and Phase Transitions in K8Si46 Clathrate under High Pressure // Phys. Rev. B. 2002. V. 89. P. 195507–195510. https://doi.org/10.1103/physrevlett.89.195507
  7. Fukuoka H., Kiyoto J., Yamanaka S. Superconductivity and Crystal Structure of the Solid Solutions of Ba8-δSi46-δGex (0 ≤ ≤ x ≤ 23) with Type I Clathrate Structure // J. Solid State Chem. 2003. V. 175. P. 237–244. http://dx.doi.org/10.1016/S0022-4596(03)00253-6
  8. Novikov V.V., Matovnikov A.V., Mitroshenkov N.V., Likhanov M.S., Morozov A.V., Shevelkov A.V. Temperature-Dependent Influence of Disorder on the Thermodynamic Properties of Sn20.53.5As20I8, a Vacancy-Driven Superstructure of the Type-I Clathrate // Philos. Mag. 2021. V. 101. № 19. P. 2092–2107. https://doi.org/10.1080/14786435.2021.1953177
  9. Kawasaki K., Kishimoto K., Asada H., Akai K. Synthesis and Some Properties of Ba24−x(Ga,Sn)136 (x~4) Type-II Clathrates // J. Solid State Chem. 2020. V. 290. P. 121540–121547. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2020.121540
  10. Barkalov O.I., Kuzovnikov M.A., Sholin I.A., Orlov N.S. Transformations of Silicon Clathrate Si136 Under High Hydrogen Pressure up to 11 GPa // Solid State Commun. 2021. V. 340. P. 114492–114498. https://doi.org/10.1016/j.ssc.2021.114492
  11. Gunatilleke W. D. C. B., Wong-Ng W., Zavalij P.Y., Zhang M., Chen Y.-S., Nolas G.S. Revealing Uncommon Transport in the Previously Unascertained Very Low Cation Clathrate-I Eu2Ga11Sn35 // Cryst. Eng. Common. 2023. V. 25. P. 48–52. https://doi.org/10.1039/D2CE01026G
  12. Ghosh K., Ovchinnikov A., Baitinger M., Krnel M., Burkhardt U., Grin Y., Bobev S. Lithium Metal Atoms Fill Vacancies in the Germanium Network of a Type-I Clathrate: Synthesis and Structural Characterization of Ba8Li5Ge41 // Dalton Trans. 2023. V. 52. P. 10310–10322. https://doi.org/10.1039/D3DT01168B
  13. Christensen M., Johnsen S., Iversen B. B. Thermoelectric Clathrates of Type I // Dalton Trans. 2010. V. 39. P. 978–992. https://doi.org/10.1039/B916400F
  14. Wang L.-H., Chang L.-S. Thermoelectric Properties of p-Type Ba8Ga16Ge30 Type-I Clathrate Compounds Prepared by the Vertical Bridgman Method // J. Alloys Compd. 2017. V. 722, P. 644–650. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.06.110
  15. Koga, K., Suzuki, K., Fukamoto, M., Anno H., Tanaka T., Yamamoto S. Electronic Structure and Thermoelectric Properties of Si-Based Clathrate Compounds // J. Electron. Mater. 2009. V. 38. P. 1427–1432. https://doi.org/10.1007/s11664-009-0730-6
  16. Nasir N., Grytsiv A., Melnychenko-Koblyuk N., Rogl P., Bauer E., Lackner R., Royanian E., Giester G., Saccone A. Clathrates Ba8{Zn,Cd}xSi46−x, x7: Synthesis, Crystal Structure and Thermoelectric Properties // J. Phys.: Condens. Matter. 2009. V. 21. № 38. P. 385404–385411. http://dx.doi.org/10.1088/0953-8984/21/38/385404
  17. Koelling D.D., Arbman G.O. Use of Energy Derivative of the Radial Solution in an Augmented Plane Wave Method: Application to Copper // J. Phys. F. 1975. V. 5. P. 2041–2054. https://doi.org/10.1088/0305-4608/5/11/016
  18. Vosko S.N., Wilk L., Nusair M. Accurate Spin-Dependent Electron Liquid Correlation Energies for Local Spin Density Calculations: a Critical Analysis // Can. J. Phys. 1980. V. 58. P. 1200–1211. https://doi.org/10.1139/p80-159
  19. MacDonald A.H., Pickett W.E., Koelling D.D. A Linearised Relativistic Augmented-Plane-Wave Method Utilising Approximate Pure Spin Basis Functions // J. Phys. C. 1980. V. 13. P. 2675–2683. https://doi.org/10.1088/0022-3719/13/14/009
  20. Курганский С. И., Борщ Н. А., Переславцева Н. С., Электронная структура и спектральные характеристики клатратов Si46 и Na8Si46 // Физика и техника полупроводников. 2005. Т. 39. № 10. С. 1218–1223.
  21. Борщ Н. А., Переславцева Н. С., Курганский С. И. Электронная структура и спектральные характеристики Zn-замещенных клатратных силицидов // Физика и техника полупроводников. 2011. Т. 45. № 6. С. 729–739.
  22. Борщ Н. А., Переславцева Н. С., Курганский С. И. Электронно-энергетический спектр в Pd-замещенных клатратных кристаллах на основе кремния // Физика твердого тела. 2012. Т. 54. № 2. С. 241–245.
  23. Борщ Н. А., Курганский С. И. Электронная структура четырехкомпонентных клатратных кристаллов системы Ba-Zn-Si-Ge // Физика и техника полупроводников. 2018. Т. 52. № 3. С. 299–303. https://doi.org/10.21883/FTP.2018.03.45612.8615a

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Zone structure of Cd-substituted silicon clathrates in the vicinity of the Fermi level.

下载 (155KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Total and partial densities of electronic states in Ba8Cd6Si40 clathrate.

下载 (6KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Total and partial densities of electronic states in Ba8Cd7Si39 clathrate.

下载 (14KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Total and partial densities of electronic states in Ba8Cd8Si38 clathrate.

下载 (87KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Coordination tetrahedra of clathrate lattice atoms from non-equivalent crystallographic positions and local partial densities of electronic states of cadmium atoms from non-equivalent crystallographic positions in Ba8Cd7Si39 and Ba8Cd8Si38 clathrates.

下载 (57KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024