ВИВЧЕННЯ ЗОННОЇ СТРУКТУРИ Ag2Se, Sb2Se3, AgSbP2Se6

Анотація

Рентгенівським методом порошку проведено вивчення кристалічної структури сполуки AgSbP₂Se₆ Кристалохімічні структурні розрахунки з використанням програмного комплексу EXPO–CCP14 показали, що сполука AgSbP₂Se₆ кристалізується у тригональній сингонії, ПГ R-3, параметри елементарної комірки a = 6.61573 Å, c = 39.86223 Å, V=1510.94 ų, Z=6.

Здійснено кристалохімічний аналіз структур складних селенідів Ag₂Se, Sb₂Se₃, AgSbP₂Se₆. Сполука Ag₂Se (низькотемпературна модифікація) кристалізується в орторомбічній сингонії (P2₁2₁2₁). Катіони Ag⁺ зв’язані у 3-координатній геометрії з трьома еквівалентними аніонами Se^2–. Аніони Se^2– координують навколо себе шість Ag⁺. Sb₂Se₃ кристалізується в орторомбічній сингонії (Pnma) із слабо вираженою шаруватою 2D-структурою. Катіони Sb³⁺ знаходяться у двох нееквівалентних позиціях: у першій утворює деформовані октаедри [SbSe₆], у другій квадратні піраміди [SbSe₅]. Кристалічна структура сполуки AgSbP₂Se₆ (R-3) характеризується утворенням шарів із аніонних груп атомів [P₂Se₆]^4–. У просторі між аніонними групами почергово розміщаються катіони Ag⁺, Sb³⁺, які знаходяться в октаедричній координації з Se^2–. Катіони Sb³⁺ розташовані на одній площині з центрами зв’язків Р–Р аніонних груп [P₂Se₆]^4–, катіони Ag⁺ у незначній мірі зміщені відносно даної площини.

Вивчення оптичних спектрів поглинання монокристалу AgSbP₂Se₆ показало, що для нього характерним є прямозонний дозволений тип провідності, ширина забороненої зони становить E_g=1.49 еВ (методом Тауца на основі (αhν)²=f(hν) E_g=1.48 еВ). Ab initio квантово-хімічні розрахунки електронної структури з використанням програмного пакету Quantum Espresso (QE) на основі теорії функціоналу густини (DFT) показали, що складні селеніди Ag₂Se, Sb₂Se₃, AgSbP₂Se₆ характеризується прямозонним типом провідності, ширина оптичної забороненої зони E_g = 0.05 еВ (Ag₂Se), E_g = 0.87 еВ (Sb₂Se₃), E_g = 1.42 еВ (AgSbP₂Se₆), енергія Фермі E_Фермі=9.75 еВ (Ag₂Se), E_Фермі=6.12 еВ (Sb₂Se₃), E_Фермі=5.34 еВ (AgSbP₂Se₆). Оптична заборонена зона (E_g) сполук Sb₂Se₃, AgSbP₂Se₆ формується переходами електронів Se 4р → Sb 5р, для сполуки Ag₂Se Se 4р → Ag 5s.