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X-ray Absorption Spectra of kesterite-based Materials studied from First Principles

Manoharan, Archana 09 January 2024 (has links)
Das Ziel dieser Arbeit ist, die elektronischen Eigenschaften von CZTS zu verstehen. Ein leistungsfahigesWerkzeug zu diesem Zweck ist die Rontgen-Nahkanten Absorptions-Spektroskopie (XANES). Die Interpretation von XANES-Spektren komplexer Materialien ist nicht trivial und erfordert daher theoretische Modellierung. Alle Rechnungen in dieser Arbeit wurden mittels der im exciting Code implementierten Linearized-Augmented-Plane- Wave-Methode, welche alle Elektronen gleichberechtigt behandelt, durchgefuhrt. Die genaue Beschreibung der Anregungen von Kernzustanden wird durch ein zweistufiges Verfahren erreicht. Zunachst wird die elektronische Struktur berechnet, indem die Kohn-Sham-Gleichungen (KS) der Dichtefunktionaltheorie (DFT) gelost werden. Die Absorptionsspektren unter Berucksichtigung der Elektron-Loch-Wechselwirkung (e-h) werden durch die Losung der Bethe-Salpeter Gleichung (BSE) der Vielteilchen-Storungstheorie (MBPT) unter Einsatz der KS-Zustonde als Ausgangspunkt beschrieben. / The aim of this work is to understand the electronic properties of CZTS. X-ray absorption near edge structure (XANES) is a powerful tool for this purpose. Interpreting XANES of complex materials is nontrivial and thus requires theoretical modeling. Here, all the calculations are performed using an all-electron full-potential augmented plane-wave method as implemented in the exciting code. The accurate description of the core level excitations is performed by a two-step procedure. First, the electronic structure is calculated by solving the Kohn-Sham (KS) equation of density functional theory (DFT). The absorption spectra including electron-hole (e-h) is described by the solution of the Bethe-Salpeter equation (BSE) of many-body perturbation theory (MBPT) using the KS states as starting point.

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