Komp'yuternoe predskazanie chetyrekh perspektivnykh nelineyno-opticheskikh materialov dlya raboty v dlinno- i srednevolnovom ul'trafioletovom diapazonakh

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

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.

References

  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).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Российская академия наук

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).