Компьютерное предсказание четырех перспективных нелинейно-оптических материалов для работы в длинно- и средневолновом ультрафиолетовом диапазонах

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Мы провели численный поиск перспективных нелинейно-оптических материалов, анализируя базы данных кристаллических структур. Были отобраны не обладающие центром симметрии, термодинамически стабильные и низкоэнергетические метастабильные боратные соединения с большой шириной запрещенной зоны. Для этих структур были выполнены расчеты на основе теории функционала плотности для определения значений ширины запрещенной зоны, двулучепреломления и коэффициентов тензора нелинейной восприимчивости. Наш поиск выявил четыре потенциально эффективных нелинейных боратных материала с широкими запрещенными зонами, умереными значениями двулучепреломления и высокими коэффициентами генерации второй гармоники: K3B6O10Cl, Ca5B3O9F, SrB4O7, Al4(B2O5)3.

Об авторах

И. Алкабакиби

Сколковский институт науки и технологий

Email: yomn.alkabakibi@skoltech.ru
Москва, Россия

Д. Д Барма

Сколковский институт науки и технологий

Email: daria.barma@skoltech.ru
Москва, Россия

Д. В Рыбковский

Сколковский институт науки и технологий

Email: d.rybkovskiy@skoltech.ru
Москва, Россия

А. Турди

Xinjiang Technical Institute of Physics and Chemistry, CAS; University of Chinese Academy of Sciences

Research Center for Crystal Materials, State Key Laboratory of Functional Materials and Devices for Special Environmental Conditions, Xinjiang Key Laboratory of Functional Crystal Materials; Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering Urumqi, China; Beijing, China

Ц. Сие

Xinjiang Technical Institute of Physics and Chemistry, CAS; University of Chinese Academy of Sciences

Research Center for Crystal Materials, State Key Laboratory of Functional Materials and Devices for Special Environmental Conditions, Xinjiang Key Laboratory of Functional Crystal Materials; Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering Urumqi, China; Beijing, China

А. Р Оганов

Сколковский институт науки и технологий

Email: a.oganov@skoltech.ru
Москва, Россия

Список литературы

  1. E. Garmire, Opt. Express 21, 30532 (2013).
  2. S. Solgi, M. J. Tafreshi, and M. S. Ghamsari, Crystallogr. Rep. 64, 1138 (2019).
  3. B. Wu, D. Tang, N. Ye, and C. Chen, Opt. Mater. 5, 105 (1996).
  4. I. N. Ogorodnikov, V. A. Pustovarov, S. A. Yakovlev, L. I. Isaenko, and S. A. Zhurkov, Phys. Solid State 54, 735 (2012).
  5. Y. Sun, Z. Yang, D. Hou, and S. Pan, RSC Adv. 7, 2804 (2017).
  6. R. E. Newnham, Properties of Materials: Anisotropy, Symmetry, Structure, Oxford University Press, Oxford (2020).
  7. T. T. Tran, H. Yu, J. M. Rondinelli, K. R. Poeppelmeier, and P. S. Halasyamani, Chem. Mater. 28, 5238 (2016).
  8. M. Mutailipu and S. Pan, Angew Chem. Int. Ed. 59, 20302 (2020).
  9. M. Xia, X. Jiang, Z. Lin, and R. Li, J. Am. Chem. Soc. 138, 14190 (2016).
  10. X. Chen, B. Zhang, F. Zhang, Y. Wang, M. Zhang, Z. Yang, K. R. Poeppelmeier, and S. Pan, J. Am. Chem. Soc. 140, 16311 (2018).
  11. S. M. Aksenov, N. V. Chukanov, V. P. Tarasov, D. A. Banaru, S. A. Mackley, A. M. Banaru, S. V. Krivovichev, and P. C. Burns, J. Phys. Chem. Solids 189, 111944 (2024).
  12. M. Mutailipu, M. Zhang, Z. Yang, and S. Pan, Acc. Chem. Res. 52, 791 (2019).
  13. Q. Jing, G. Yang, Z. Chen, X. Dong, and Y. Shi, Inorg. Chem. 57, 1251 (2018).
  14. C. Xie, A. Tudi, and A. R. Oganov, Chem. Commun. 58, 12491 (2022).
  15. R. Bubnova, S. Volkov, B. Albert, and S. Filatov, Crystals 7, 93 (2017).
  16. R. Arun Kumar, J. Chem. 2013, 154862 (2013).
  17. M. Cheng, X. Hou, Z. Yang, and S. Pan, Mater. Chem. Front. 7, 4683 (2023).
  18. P.E. Blochl, Phys. Rev. B 50, 17953 (1994).
  19. G. Kresse and J. Hafner, Phys. Rev. B 47, 558 (1993).
  20. G. Kresse and D. Joubert, Phys. Rev. B 59, 1758 (1999).
  21. J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77, 3865 (1996).
  22. A. V. Krukau, O. A. Vydrov, A. F. Izmaylov, and G. E. Scuseria, J. Chem. Phys. 125, 224106 (2006).
  23. M. Gajdos, K. Hummer, G. Kresse, J. Furthmuller, and F. Bechstedt, Phys. Rev. B 73, 045112 (2006).
  24. C. Aversa and J. E. Sipe, Phys. Rev. B 52, 14636 (1995).
  25. S. N. Rashkeev, W. R. L. Lambrecht, and B. Segall, Phys. Rev. B 57, 3905 (1998).
  26. J. L. P. Hughes and J. E. Sipe Phys. Rev. B: Condensed Matter 53(16), 10751 (1996).
  27. A. Jain, S. P. Ong, G. Hautier, W. Chen, W. D. Richards, S. Dacek, S. Cholia, D. Gunter, D. Skinner, G. Ceder, and K. A. Persson, APL Mater. 1, 011002 (2013).
  28. J. E. Saal, S. Kirklin, M. Aykol, B. Meredig, and C. Wolverton, JOM 65, 1501 (2013).
  29. S. Kirklin, J. E. Saal, B. Meredig, A. Thompson, J. W. Doak, M. Aykol, S. Ruuhl, and C. Wolverton, Npj Comput Mater 1, 15010 (2015).
  30. H. Wu, S. Pan, K. R. Poeppelmeier, H. Li, D. Jia, Z. Chen, X. Fan, Y. Yang, J. M. Rondinelli, and H. Luo, J. Am. Chem. Soc. 133, 7786 (2011).
  31. J. G. Fletcher, F. P. Glasser, and R. A. Howie, Acta Crystallogr. C: Cryst. Struct. Commun. 47, 12 (1991).
  32. S. Lei, Q. Huang, Y. Zheng, A. Jiang, and C. Chen, Acta Crystallogr. C: Cryst. Struct. Commun. 45, 1861 (1989).
  33. A. D. Vasiliev, A. V. Cherepakhin, and A. I. Zaitsev, Acta Crystallogr. E: Struct. Rep. Online 66, i48 (2010).
  34. A. I. Zaitsev, A. S. Aleksandrovskii, A. V. Zamkov, and A. M. Sysoev, Inorg. Mater. 42, 1360 (2006).
  35. J. Ju, T. Yang, G. Li, F. Liao, Y. Wang, L. You, and J. Lin, Chemistry: A European J. 10, 3901 (2004).
  36. V. Trinquet, F. Naccarato, G. Brunin, G. Petretto, L. Wirtz, G. Hautier, and G.-M. Rignanese, Sci. Data 11, 757 (2024).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).