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2024 article

Pressure-Induced Irreversible Metallization Accompanying Phase Transition of Chalcopyrite Cu(In0.7Ga0.3)Se2

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Le résumé fourni par la source

Chalcopyrite copper–indium–gallium diselenides (CIGS) have emerged as promising materials with remarkable electronic properties and potential applicability to high-efficiency solar cells. The crystal and electronic structures of CIGS can be continuously tuned from their initial states under pressure. Although pressure-induced band gap closure in CIGS has been predicted in extensive theoretical studies, it has not been supported by experimental evidence. Here, we comprehensively investigate the pressure-dependent optical, electronic, and structural properties of Cu(In 0.7 Ga 0.3 )Se 2 up to 42.6 GPa. Our experimental results reveal an irreversible electronic transition from the semiconducting to the metallic state at 14.3 GPa. Under compression, the Cu(In 0.7 Ga 0.3 )Se 2 structure evolves from a tetragonal I 4̅2 d phase to an orthorhombic Pna 2 1 phase, which has not been previously reported in chalcopyrite. More intriguingly, the Pna 2 1 phase is irreversible and possesses smaller Cu–Se and In/Ga–Se bond lengths and a smaller Cu–Se–Cu bond angle than the I 4̅2 d phase. Density functional theory calculations indicate a lower enthalpy of the Pna 2 1 phase than that of the I 4̅2 d phase at pressures above 10.6 GPa. Meanwhile, density of states calculations illustrate that metallization arises from the overlap of the Se p and Cu d orbitals as the bond length reduces. This pressure-induced behavior could facilitate the development of novel devices with various phenomena involving strong coupling of the mechanical, electrical, and optical properties of chalcopyrite.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

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Titre Crossref
Pressure-Induced Irreversible Metallization Accompanying Phase Transition of Chalcopyrite Cu(In<sub>0.7</sub>Ga<sub>0.3</sub>)Se<sub>2</sub>
Date Crossref
22/07/2024
Éditeur
American Chemical Society (ACS)
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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