采用基于赝势平面波基组的密度泛函理论方法,对具有黄铜矿结构的6种CuXY2(X=Ga,In;Y=S,Se,Te)晶体的构型、电子结构、线性及二阶非线性光学性质进行了研究.结果表明,6种CuXY2均为直接带隙半导体,具有相似的能带结构.当X原子相同时,随着Y原子按S→Se→Te依次改变时,体系的静态介电常数、静态折射率和静态倍频系数(d36)依次递增.在占据带中,位于价带顶附近的能带对体系倍频效应影响最为显著,该系列化合物的能带主要成分为Cu的3d轨道和Y原子价层p轨道;对于空能带,对倍频系数影响较大的是以X原子价层p轨道为主要成分的能带.6种晶体中,CuInSe2晶体具有较高的光电导率并对太阳光具有较好的吸收性能.综合考虑体系的双折射率和倍频效应等因素,CuGaS2和CuGaSe22种晶体在二阶非线性光学领域具有潜在的应用价值.
密度泛函理论 电子结构 光学性质 倍频系数 黄铜矿