Ukrainian Journal of Physical Optics 
Home page
 
 

Other articles 

in this issue
Band energy structure of K2ZnCl4 crystals under uniaxial pressures
Download this article

Bovgyra O.V., Gaba V.M., Kohut Z.O., Kushnir O.S. and Stadnyk V.Yo.
 

We have studied the energy band structure of uniaxially compressed single crystals K2ZnCl4. The smallest direct energy-gap for the stress-free crystal is 4.55 eV and corresponds to the Γ-point of the Brillouin zone. The pressure coefficients for the energy positions of the valence and conduction band states and the band gap are determined. The pressure-induced decrease in the band gap found by us correlates well with the increase of the refractive indices known from the earlier experiments.
 

Keywords: energy band structure, refractive indices, uniaxial pressure, potassium tetra-chlorozincate

PACS: 71.20.Ps, 78.20.Ci
UDC: 535.5, 548.0
Ukr. J. Phys. Opt. 12 36-43 
doi: 10.3116/16091833/12/1/36/2011
Received: 12.01.2011

Анотація. У роботі досліджено зонно-енергетичну структуру одновісно затиснутих монокристалів K2ZnCl4. Найменша пряма енергетична щілина для незатиснутого кристала становить 4.55 eV і відповідає Γ-точці зони Бриллюена. Розраховано баричні коефіцієнти для енергетичних положень станів у валентній зоні та зоні провідності, а також для ши-рини забороненої зони Eg. Розрахована нами величина індукованого тисками звуження за-бороненої зони кількісно корелює зі зростанням показників заломлення, відомим з раніше виконаних експериментів
REFERENCES
  1. Gesi K and Iizumi M, 1984. Neutron scattering on the normal-incommensurate phase transitions in K2ZnCl4. J. Phys. Soc. Jap. 53: 4271–4278. doi:10.1143/JPSJ.53.4271
  2. Itoh K, Kataoka T and Natsunaga H, 1980. Nature of modulated structure of K2ZnCl4 in ferroelectric phase. J. Phys. Soc. Jap. 48: 1039–1040. doi:10.1143/JPSJ.48.1039
  3. Ahn H Y and Jeong S Y, 2001. Metastability in the commensurate phase of K2ZnCl4. Europhys. Lett. 54: 361–365. doi:10.1209/epl/i2001-00104-y
  4. Tu C, Yang F, Li J, Jia G, You Z, Wang H, Wei Y and Wang Y, 2006. Co-transition absorption of properties of K2ZnCl4:Co+2 crystals. Opt. Lett. 31: 2299–2301. doi:10.1364/OL.31.002299 PMid:16832465
  5. Stadnyk V Yo and Gaba V M. Refractometry of dielectric crystals with incommensurate phase. Lviv: Liga-Press (2010). 
  6. Stadnyk V Yo, Romanyuk M O, Andrievsky B V and Kohut Z O, 2010. Baric changes in refractive indices of K2ZnCl4 crystals. Opt. Spectr. 108: 753–760. doi:10.1134/S0030400X10050139
  7. Stadnyk V Yo, Kohut Z O, Brezvin R S, Gaba V M and Matviishyn I M, 2010. Study of incommensurate phase of K2ZnCl4 crystals under uniaxial stresses. Ukr. J. Phys. 55: 1189–1194. 
  8. El-Korashy A and Roberts K, 1999. Temperature dependence of the optical band gap of nearly perfect K2ZnCl4 single crystals in ferroelectric phase. Physica B. 271: 205–211. doi:10.1016/S0921-4526(99)00222-7
  9. Andriyevsky B V, Stadnyk V Yo, Romanyuk M O, Kohut Z O and Jaskolsky M, 2010. Band structure and optical functions of K2ZnCl4 crystals in ferroelectric phase. Mater. Chem. Phys. 124: 845–850. doi:10.1016/j.matchemphys.2010.08.002
  10. Vanderbilt D, 1990. Soft self-consistent pseudopotentials in a generalized eigenvalue formalism. Phys. Rev. B. 41: 7892–7895. doi:10.1103/PhysRevB.41.7892
  11. Perdew P, Burke K, Ernzerhof M, 1996. Generalized gradient approximation made sim-ple. Phys. Rev. Lett. 77: 3865–3868. doi:10.1103/PhysRevLett.77.3865 PMid:10062328
  12. Monkhorst H J, Pack J D, 1976. Special points for Brillouin-zone integrations. Phys. Rev. B. 13: 5188–5192. doi:10.1103/PhysRevB.13.5188
  13. Ferrari E S, Roberts K J, Thomson G B, Gale J D and Catlow C R A, 2001. Interatomic potential parameters for potassium tetrachlorozincate and their application to modeling its phase transformations. Acta Cryst. A. 57: 264–271. doi:10.1107/S0108767300017955
  14. Cohen R E, Gulseren O, Hemley R J, 2000. Accuracy of equation-of-state formulations. Amer. Mineral. 85: 338–344. 
  15. Moss T S. Optical properties of semiconductors. London: Butterworths Scientific Publi-cations (1959).
(c) Ukrainian Journal of Physical Optics