CdHg(SCN)4晶体的结构和光学性质的理论研究

人工晶体学报, 2014, 43(7): 1672-1677.

CdHg(SCN)4晶体的结构和光学性质的理论研究

张鹏 ^1, , 郑超 ^2, , 马跃 ^3, , 唐朝云 ^4, , 宋庆翔 ^5, , 王新强 ^6, , 于浩波 ^7, , 卢贵武 ^8,

1.中国石油大学(北京)理学院,北京102249

2.中国石油大学(北京)理学院,北京102249

3.中国石油大学(北京)理学院,北京102249

4.中国石油大学(北京)理学院,北京102249

5.中国石油大学(北京)理学院,北京102249

6.山东大学晶体材料研究所,晶体材料国家重点实验室,济南250100

7.中国石油大学(北京)理学院,北京102249

8.中国石油大学(北京)理学院,北京102249

关键词： CMTC晶体 , 光学性质 , 密度泛函理论 , 倍频系数

Theoretical Research on Structure and Optical Properties of CdHg(SCN)4 Crystal

Keywords： CMTC crystal , optical property , density functional theory , second harmonic generation coefficient

采用密度泛函理论(DFT)和赝势方法,研究CdHg(SCN)4(CMTC)的晶体结构、电子结构和光学性质.计算结果表明:优化后的晶体晶格常数与实验值基本一致,CMTC晶体以-Cd-N=C=S-Hg-为链形成的无限三维网络结构具有较强的稳定性;能带结构具有明显的直接带隙结构,用LDA+U方法计算CMTC晶体带隙为3.223 eV,与实验值3.265 eV相接近;键合性质的计算显示S-C和C-N键具有明显的共价性,而Cd-N和Hg-S键具有明显的离子性.依据阴离子基团理论,计算了CMTC晶体的倍频系数,CMTC晶体倍频系数的计算值(d14=1.58～ 1.74 pm/V,d15=5.77～7.69 pm/V)与实验值(d14=1.4 ±0.6 pm/V,d15 =6.0 ±0.9 pm/V)基本一致,研究发现CMTC晶体的非线性光学效应主要来自于多面体Cd (NCS)4和Hg (SCN)4基团.

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