Some Physical Parameters of Calcium Chalcogenides at High Pressures: Semi-Empirical Approach

Abstract

Базуючись на експериментальних рівняннях стану, наведених у літературі, у роботі ми відтворили зміну об’єму елементарної комірки залежно від тиску фазового переходу для халькогенідних напівпровідникових матеріалів CaX (X = S, Se, Te) на основі кальцію. Ми також досліджували вплив високого тиску на густину кристалів, ізотермічний модуль об’ємної деформації, похідну першого порядку за тиском від ізотермічного модуля об’ємної деформації та параметр Грюнайзена для бінарних сполук CaX (X = S, Se, Te). Було виявлено, що зі збільшенням тиску густина кристала та ізотермічний модуль об’ємної деформації збільшуються, тоді як похідна першого порядку за тиском від модуля об’ємної деформації та параметр Грюнайзена поступово зменшуються для всіх досліджуваних матеріалів. Подібна поведінка всіх цих параметрів залежно від тиску описана в літературі для кількох матеріалів.

Based on the experimental equations of state (EOS) of the parameters reported in the literature, in the present work, we reproduced the variation in the unit cell volume up to phase transition pressure for calcium-based chalcogenide CaX (X = S, Se, Te) semiconductor materials. We also studied the high-pressure effect on the crystal density, isothermal bulk modulus, the first order pressure derivative of the isothermal bulk modulus, and the Grüneisen parameter for CaX (X = S, Se, Te) binary compounds. It was found that, as the pressure increases, both the crystal density and the isothermal bulk modulus increase, while the first order pressure derivative of the bulk modulus and the Grüneisen parameter decrease gradually for all materials of interest. Similar behaviors of all these parameters against pressure were observed for several materials in the literature.