بررسی خواص الکترونی و اپتیکی kdp با استفاده از محاسبات اصول اولیه

بلورkh2po4 دارای سه فاز شاخص تتراگونال (پاراالکتریک) در دمای اتاق، اورتورومبیک (فروالکتریک) تحت دمای بالا (که دمای گذار این بلور از پارالکتریک به فروالکتریک k 123 گزارش شده است) وهمچنین فاز منوکلینیک تحت دمای بسیار بالا است. (دمای گذار از تتراگونال به مونوکلینیک در حدود k 453 گزارش شده است) با توجه به اهمیت این بلور به خاطر داشتن خواص اپتیک غیرخطی خوبش، آن را از دو دیدگاه خواص الکترونی و اپتیکی مورد بررسی قرار داده و در بعضی موارد نتایج حاصله را با نتایج سایر محققین مورد مقایسه قرار دادیم. خواص الکترونی بلور kh2po4 شامل ساختار نواری، چگالی کل حالت ها، چگالی ابر الکترونی؛ و خواص اپتیکی شامل تابع دی الکتریک، تابع اتلاف انرژی، قاعده جمع قدرت نوسانگر، ضریب بازتاب، ضریب شکست، پاشندگی، ضریب جذب، هدایت اپتیکی، شدت انتقال بین نواری و ضریب خاموشی در دو فاز تتراگونال و اورتورومبیک مورد محاسبه و تحلیل قرار گرفته است. انرژی گاف غیر مستقیم در فاز تتراگونال ev 4/35 و در فاز اورتورومبیک ev2/83 محاسبه شده است. ساختار نواری محاسبه شده سازگاری خوبی با نتایج نظری دارد. در طیف چگالی حالت ها در هر دو فاز، بیشینه نوار ظرفیت با اربیتال های o-2p و کمینه نوار رسانش با اربیتال های p اتم های k،p ،o مشخص شده است. با توجه به نمودارهای مربوط به چگالی ابر الکترونی در می یابیم پیوندهای قوی کووالانس بین چهارگوش های po4 برقرار است که شبکه های po4 بوسیله زنجیره ای از بندهای o-h-o به هم متّصل شده اند، همچنین پیوندهای یونی میان گروهk و po4 وجود دارد. نتایج بدست آمده توافق خوبی با نتایج تجربی دارند. با استفاده از طیف اتلاف انرژی الکترون، انرژی پلاسمون بلور kh2po4 در فاز اورتورومبیک برای محورهایx ،y وz به ترتیب 27/71، 27/17 و 27/53 الکترون ولت و برای فاز تتراگونال برای محورهای x و z به ترتیب 27/01، 26/67 الکترون ولت محاسبه شد که اختلاف بین اعداد محورهای مشابه ناشی از اختلاف در حجم یاخته های بسیط آن هاست. ضریب شکست استاتیک بلور kh2po4 نیز برای فازهای اورتورومبیک و تتراگونال در راستای x به ترتیب 1/71 و 1/65 به دست آمد. منشأ تفاوت در این دو فاز گاف نواری انرژی، تقارن ها و سایر عوامل تأثیر گذار است.