Cu2ZnSnS4 및 Cu2ZnSnSe4의 전자 및 광학적 성질

Cu2ZnSnS4 및 Cu2ZnSnSe4의 케스터라이트 및 주석광물 구조에 대한 전자 구조와 광학적 응답은 상대론적 전위가득 선형화 증강 평면파 방법에 의해 분석된다. 전도대 에너지 분산은 두 Cu2ZnSnS4 화합물의 유효 전자 질량이 Cu2ZnSnSe4에 비해 더 큼(mᶜ₁≈0.18m₀, mᶜ₁≈0.07m₀) 을 보여준다. 유효 전자 질량 텐서는 상당히 등방적이지만, 유효 홀 질량은 강한 이방성을 나타낸다. 기본 에너지 밴드갭은 Cu2ZnSnS4에 대해 Eg≈1.5 eV, Cu2ZnSnSe4에 대해 Eg≈1.0 eV로 추정된다. 더 큰 밴드갭은 더 작은 고주파 유전율을 초래한다: Cu2ZnSnS4의 경우 ε∞≈6.7이고 Cu2ZnSnSe4의 경우 ε∞≈8.6이다. 주석광물 화합물에서 유전 함수 ε(ω)의 특성 이방성은 결정 구조 유형의 보완적인 식별을 가능하게 한다. 그러나 전체적으로 네 가지 화합물 모두 비슷한 원자 해상 밀도 상태, 유전 함수 및 광학 흡수 계수 α(ω)를 나타낸다.