ویژگی‌های نوری کالکوپیریت‌های ناقص کادمیوم و جیوه در چارچوب نظریة اختلال بس‌ذره‌ای: جستجوی اثرات اکسیتونی

در این مطالعه، با بهره‌گیری از حل معادلة حرکت تابع گرین دوذره‌ای، معادلة بته-سالپیتر (bse)، و با استفاده از مجموعه پایه‌های موج‌تخت بهبودیافته (apw) و روش پتانسیل کامل، ویژگی‌های الکترونی و اپتیکی ترکیبات hgal2s4، hgga2s4 و cdal2s4 مطالعه و با طیف‌های متناظر حاصل از تقریب فاز کاتوره‌ای (rpa) شد. هر سه ترکیب نیم‌رساناهایی با گاف نواری مستقیم در مرکز ناحیة اول بریلوئن به‌ترتیب با مقادیر 3.412، 2.644، و ev 3.79 می‌باشند. پاسخ اپتیکی این مواد برای قطبش‌های موازی و عمود بر جهت تابش نور متفاوت، و بنابراین مواد مورد مطالعه ناهمسانگرد هستند. در تابع دی‌الکتریک هر سه ترکیب، حضور بیشینه‌های اکسیتونی قوی در ناحیة درون گاف الکترونی و ورای آن منجر به‌اصلاح پاسخ تک‌ذرة مواد می‌گردد.

optical properties of cadmium and mercury defective chalcopyrites by many-body perturbation theory: investigation of excitonic effects

in this study, the electronic and optical properties of the compounds hgal₂s₄, hgga₂s₄, and cdal₂s₄ were investigated by solving the equation of motion of the two-particle green’s function and the bethe-salpeter equation (bse). this was achieved using the augmented plane wave (apw) basis sets and the full potential method, and the results were compared with those obtained by the random phase approximation (rpa). all three compounds are semiconductors with direct band gaps at the center of the brillouin zone, with gw values of 3.412, 2.644, and 3.79 ev, respectively. the optical responses of these materials differ for polarizations parallel and perpendicular to the direction of light radiation, and consequently, the materials are anisotropic. in the dielectric functions of the three compounds, the presence of strong excitonic features in the band gap region and beyond results in the modification of the one-particle responses of the materials.