DFT-D studies on structural variation and absorption properties of crystalline benzotrifuroxan under high pressure.

The structural, electronic, and absorption properties of crystalline benzotrifuroxan (BTF) under hydrostatic compression of 0-150 GPa have been studied by using density functional theory with dispersion correction. The crystal structure of BTF was relaxed using three types of van der Waals corrections such as the PBE-G06, PBE-TS, and PW91-OBS functionals at ambient conditions. The results indicate that PBE-G06 is the best functional for studying BTF. The a and c directions may be more sensitive to van der Waals interactions than the b direction. The structure is the stiffest in the b direction in the whole pressure range. At 107 GPa, BTF decomposes by the breaking of the N2−O2 and O1−N6 bonds. An analysis of the band gap and density of states indicates that BTF becomes more and more sensitive under compression. The absorption spectra show that BTF has relatively high optical activity with increasing pressure; moreover, the absorption region is broadened in the energy range of below 1.5 and above 16.5 eV, respectively. This work may provide useful information in understanding how BTF behaves under high pressure. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Nous avons étudié les propriétés structurelles, électroniques et d'absorption du benzotrifuroxane (BTF) cristallin en conditions de compression hydrostatiques de 0 à 150 GPa au moyen de la théorie de la fonctionnelle de la densité corrigée pour prendre en compte la dispersion. La structure cristalline du BTF a été détendue en utilisant trois types de corrections de van der Waals comme les fonctionnelles PBE-G06, PBE-TS et PW91-OBS en conditions ambiantes. Les résultats indiquent que la fonctionnelle PBE-G06 est la meilleure pour l'étude du BTF. La structure semble plus sensible aux interactions de van der Waals dans les directions a et c que dans la direction b. La direction b est celle où la structure est la plus rigide sur toute la gamme de pressions. À 107 GPa, le BTF se décompose par rupture des liaisons N2-O2 et O1-N6. Une analyse de la bande d'énergie interdite et de la densité de niveaux permis indique que le BTF devient de plus en plus sensible à mesure qu'il est comprimé. Les spectres d'absorption indiquent que le BTF acquiert une activité optique relativement élevée à mesure que la pression augmente; en outre, la région d'absorption s'élargit dans la gamme d'énergies inférieures à 1,5 eV et dans celles qui sont supérieures à 16,5 eV. Les présents travaux peuvent fournir de l'information utile à la compréhension des comportements du BTF lorsqu'il est soumis à de fortes pressions. [Traduit par la Rédaction] [ABSTRACT FROM AUTHOR]

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