SbSI kristalinin elektronik ve optik özellikleri: Yoğunluk fonksiyoneli teorisinin uygulaması
Electronic and optical properties of SbSI: Application of density functional theory
Yazar: HARUN AKKUŞ
Danışman: PROF. DR. EMİRULLAH MEHMETOV
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Ferroelektrik = Ferroelectrics ; Optik özellikler = Optical properties ; Yarı iletkenler = Semiconductors

Özet:
Bu tezde, yerel yoğunluk yaklaşımı (LDA) altında yoğunluk fonksiyoneli teorisi (DFT) ve ab-initio pseudo-potansiyel yöntem kullanılarak, ferroelektrik-yarıiletken SbSI kristalinin hem paraelektrik hem de ferroelektrik fazlarda elektronik ve optik özellikleri incelenmiştir. Her iki fazda da SbSI kristalinin dolaylı yasak bant aralığına sahip olduğu (paraelektrik ve ferroelektrik fazlarda sırasıyla 1.45 eV ve 1.49 eV) ve en küçük doğrudan yasak bant aralığının (paraelektrik ve ferroelektrik fazlarda sırasıyla 1.56 eV ve 1.58 eV), Brillouin bölgesinin S simetri noktasında olduğu görülmüştür. Ayrıca paraelektrik fazdan ferroelektrik faza doğru gerçekleşen birinci tür faz geçişinin (faz geçiş sıcaklığı yaklaşık 22 dir) yasak bant aralığının doğasını değiştirmediği gözlenmiştir. Paraelektrik ve ferroelektrik fazlarda SbSI kristalinin toplam durum yoğunlukları hesaplanmıştır. Her iki fazda foton enerjisinine bağlı lineer dielektrik fonksiyonlar ve soğurma katsayısı, sönüm katsayısı, kırılma indisi, enerji-kayıp fonksiyonu, yansıtıcılık ve optik iletkenlik gibi bazı optik sabitler hesaplanmıştır. Valans elektronlarının etkin sayısı ve etkin optik dielektrik sabiti de her iki faz için hesaplanmıştır. Ayrıca ferroelektrik fazda SbSI kristalinin foton enerjisinine bağlı ikinci mertebeden duygunluk tensörünün bazı bileşenleri hesaplanmıştır. CoAnahtar Kelimeler: SbSI, ferroelektrik-yarıiletken, elektronik yapı, optik özellikler, yoğunluk fonksiyoneli teorisi.

Abstract:
In this dissertation, the electronic and optical properties of ferroelectric-semiconductor SbSI crystal have been investigated by using the density functional theory (DFT) and ab-initio pseudopotential method within the local density approximation (LDA) in a wide temperature region include paraelectric and ferroelectric phases. It has been shown that SbSI crystal has an indirect band gap in both phases (1.45 eV and 1.49 eV in the paraelectric and ferroelectric phases, respectively) and that the smallest direct band gap (1.56 eV and 1.58 eV in the paraelectric and ferroelectric phases, respectively) is at the S high symmetry point of the Brillouin zone. Furthermore, it is shown that the phese transition, from paraelectric phase to ferroelectric phase (the transition temperature is about 22 ), does not change the nature of the band gap. The total density of states (DOS) of SbSI crystal have been calculated in the paraelectric and ferroelectric phases. The linear photon-energy dependent dielectric functions and some optical constants such as the absorption coefficient, extinction coefficient, refractive index, energy-loss function, reflectivity and optical conductivity are calculated in both phases. The effective number of valence electrons and the effective optical dielectric constant are also calculated for both phases. Moreover, some components of second-order photon-energy dependent susceptibility tensor of SbSI crystal are calculated in the ferroelectric phase. CoKey Words: SbSI, ferroelectric-semiconductor, electronic structure, optical properties, density functional theory.