刘咏梅，宗建华，覃坤南（. 广州大学 华软软件学院电子系，广东 广州 50990；. 华南师范大学 光电子材料与技术研究所，广东 广州 5063）



Sn2S3电子结构和光学性质的第一性原理研究

刘咏梅1，宗建华1，覃坤南2
（1. 广州大学 华软软件学院电子系，广东 广州 510990；
2. 华南师范大学 光电子材料与技术研究所，广东 广州 510631）

摘 要：采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法，建立了Sn2S3超晶胞模型并进行了几何结构优化，对其能带结构、态密度、电荷密度及光学性质进行了模拟计算。结果显示，Sn2S3带隙值为0.027eV.，且其具有数量级104cm-1的吸收系数，能强烈地吸收光能。

关键词：半导体材料；Sn2S3；电子结构；光学性质；第一性原理计算

Sn2S3材料具有良好的光电转换特性，使其广泛用于检测、产生红外线和高效薄膜太阳电池等领域，近年来逐渐受到人们的重视［1］。Sn2S3的原料分布广、无地域性、价格低廉，也决定了其是一种很有竞争力的新型材料［2］。

目前，对于Sn2S3材料的研究主要着重于制备方面，但是采用对其光电性质的研究报道较少，这对该类半导体材料的发展有着制约作用［3］。本文采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算了Sn2S3的电学和光学性质。DFT是一种研究多电子体系电子结构的量子力学方法，用密度的泛函描述和确定体系的性质，将原有的体系的动能与势能表示成电子密度的泛函， 该理论是模拟计算的重要基础和核心技术。

1 模型的建立

Sn2S3是IV-VI族半导体材料，属正交晶系晶体，其空间群是PNMA。Sn2S3的晶格常数是a=0.884nm，b=1.402nm，c=0.374nm［4］。……