First-Principles Investigation on the Structural and Electronic Properties of Cu2Zn1–xInxSnS4 Alloys

带隙 色散(光学) 材料科学 声子 电子结构 直接和间接带隙 Crystal(编程语言) 原子轨道 凝聚态物理 光电子学 物理 光学 电子 量子力学 计算机科学 程序设计语言
作者
Suyun Zhang,Pengcheng Deng,Qingyuan Chen,Hai Yang,Qingzhen Yang,Haoning Li,Yi-Fen Zhao
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:128 (36): 15132-15140
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.4c01502
摘要

Cu2ZnSnS4 has attracted significant attention as a promising material for solar cells. However, to the best of our knowledge, the research on utilizing indium reagent for modification remains largely unexplored to date. In this study, first-principles calculations were utilized to systematically investigate the structural and electronic properties of Cu2Zn1–xInxSnS4 (x = 0, 1/8, 1/2, and 1). Our calculations, based on the formation enthalpies, indicate that the crystal structures of Cu2Zn1–xInxSnS4 remain stable upon indium varying concentrations. Furthermore, phonon dispersion analysis shows that increasing indium content shifts the phonon dispersion curves of Cu2Zn1–xInxSnS4 toward imaginary frequencies. In addition, the calculations reveal that the band gap can be effectively tuned. With increasing indium concentrations, the band gap of Cu2ZnSnS4 becomes narrow. Notably, for Cu2Zn1–xInxSnS4 (x = 0, 1/8, and 1/2), all exhibit direct band gaps. The density of states analysis indicates that indium mainly occupies the d-orbitals. These results demonstrate that indium has a substantial impact on the electronic properties. Our findings could be very useful for synthetics of these materials.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
2秒前
4秒前
Ava应助珊妮采纳,获得10
6秒前
大聪明完成签到,获得积分10
6秒前
lu发布了新的文献求助10
7秒前
面汤完成签到 ,获得积分10
8秒前
爆米花应助大意的凝蝶采纳,获得10
10秒前
灰太狼完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
白衣修身完成签到,获得积分10
14秒前
16秒前
luoyue完成签到,获得积分10
16秒前
Ooo完成签到,获得积分10
16秒前
不秃燃的小老弟完成签到 ,获得积分10
17秒前
17秒前
369ninja发布了新的文献求助10
17秒前
Gyz发布了新的文献求助10
18秒前
struggle完成签到 ,获得积分10
18秒前
wolfind关注了科研通微信公众号
22秒前
babao发布了新的文献求助10
24秒前
zyw完成签到,获得积分20
25秒前
爱听歌小蚂蚁完成签到 ,获得积分20
27秒前
kevin完成签到,获得积分10
31秒前
冷冷发布了新的文献求助10
33秒前
tang完成签到,获得积分10
38秒前
科研通AI2S应助阳光的白晴采纳,获得10
38秒前
XXGG完成签到 ,获得积分10
41秒前
阳光的白晴完成签到,获得积分10
43秒前
董子钰完成签到 ,获得积分10
44秒前
echooo完成签到,获得积分10
45秒前
45秒前
绿波电龙完成签到,获得积分10
46秒前
zxizx完成签到,获得积分10
46秒前
kewy完成签到,获得积分10
48秒前
androabo发布了新的文献求助10
50秒前
专注的海燕完成签到,获得积分10
52秒前
52秒前
精明梦柏完成签到,获得积分10
52秒前
思源应助lu采纳,获得10
53秒前
mayaxi完成签到,获得积分10
53秒前
高分求助中
论现代体育科学研究的方法学特征 1000
Invited Discussant 63O and 64O 1000
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 750
Safety Pharmacology 500
《KNN基无铅压电陶瓷电学性能优化与物理机理研究》 500
Petrology and Plate Tectonics 500
A Handbook of User Experience Research & Design in Libraries 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6914574
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8606274
关于积分的说明 18261035
捐赠科研通 6326052
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3067867
关于科研通互助平台的介绍 2095251
邀请新用户注册赠送积分活动 2045179