研究目的
合成并表征新的硫族化合物Ba6Cu2GSn4S16(G = Fe,Ni)和Sr6D2FeSn4S16(D = Cu,Ag),研究它们的晶体结构、光学性质和电子结构。
研究成果
成功合成了四种新的同构硫属化合物并进行了表征。它们结晶于立方空间群??4?3??,且因元素取代而呈现不同的带隙。该研究揭示了其结构与电子特性,具有光电子学应用潜力。
研究不足
合成的化合物含有杂质(如XRD检测到的Ba6Cu2FeSn4S16中的Ba7Sn5S15)。由于方法学限制,DFT计算显示与实验带隙值存在轻微偏差。
1:实验设计与方法选择:
化合物通过固态反应和碘化钾助熔剂单晶生长法合成。晶体结构采用X射线衍射测定,光学性能通过紫外-可见漫反射光谱测量。理论计算使用密度泛函理论(DFT)完成。
2:样品选择与数据来源:
试剂包括硫化钡、硫化锶、铜、银、铁、镍、锡、硫和硫化锂,均采购自指定供应商。样品按所述摩尔比制备。
3:实验设备与材料清单:
石英管、电脑控温炉、布鲁克D2型X射线衍射仪、布鲁克D8 Quest衍射仪、蔡司Merlin Compact能谱仪、紫外-可见光谱反射附件、维也纳从头算模拟软件包(VASP)用于DFT计算。
4:实验流程与操作步骤:
固态合成时,试剂真空密封于石英管中,加热至特定温度(如800°C恒温24小时)后缓慢冷却。单晶生长则将粉末与碘化钾混合加热冷却。XRD数据采集、能谱测试及光学测量均按标准流程操作。
5:数据分析方法:
结构精修使用SHELX-2016/6程序,带隙通过反射光谱直接外推法确定,电子结构采用LDA+U修正的DFT进行分析。
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