Effect of pressure on electronic and optical properties of magnesium silicide and germanide

Abstract

A detailed theoretical study of electronic and optical properties of magnesium silicide Mg2Si and germanide Mg2Ge under hydrostatic and uniaxial pressure has been performed by means of linearized augmented plane wave method. It has been found that the direct gap at the G-point increases linearly with the rise of the pressure, while the indirect one decreases becoming zero under the hydrostatic pressure of about 10 GPa. The decrease of the static dielectric constant with the rise of the pressure reflects the changes in the direct gap. Quite different results were observed for uniaxial deformation of the lattice. Either compression or tension of the lattice strongly decreases the indirect band gap. The direct gap depends linearly on the both types of deformations, but dependencies have different slopes. = Представлены результаты детальных теоретических исследований электронных и оптических свойств силицида магния Mg2Si и германида магния Mg2Ge, подвергнутых воздействию гидростатического и одноосного давления, выполненных с помощью метода линеаризованных присоединенных плоских волн. Определено, что прямой переход в -точке линейно возрастает с увеличением давления, в то время как непрямой переход уменьшается до нуля при гидростатическом давлении 10 ГПа. Уменьшение статической диэлектрической проницаемости с повышением давления отражает изменения в прямом переходе. При одноосной деформации как сжатие, так и растяжение решетки значительно уменьшают непрямой переход. Зависимости изменения прямого перехода при двух типах деформации имеют линейный характер, но разный угол наклона.