不同交换关联泛函在理解 Fe$_{2}$VAl 和 Fe$_{2}$TiSn 化合物结构、电子及热电性质方面的比较研究
强关联电子
2017-08-04 v1
摘要
FeVAl 和 FeTiSn 是具有非磁基态的全霍伊斯勒化合物。这两种化合物是良好的热电材料。PBE 和 LDA(PW92) 是研究霍伊斯勒化合物最常用的两种密度泛函。除了这两种被广泛研究的交换关联泛函外，本研究还采用了近期发展的 PBEsol、mBJ 和 SCAN 泛函来研究这两种化合物。利用这五种泛函计算了平衡晶格常数和体模量。所得值与可获得的实验报告进行了比较。通过计算色散曲线、总态密度和分态密度研究了电子结构性质。对于 FeVAl，mBJ 势给出的带隙为 0.22 eV，与实验值吻合较好；而对于 FeTiSn，得到的带隙为 0.68 eV。LDA、PBEsol、PBE 和 SCAN 泛函预测 FeVAl 为具有不同负带隙值的半金属。而根据 LDA、PBEsol（PBE、SCAN）泛函的计算，发现 FeTiSn 为半金属（半导体）。从色散曲线中还计算了有效质量值，以考察其对塞贝克系数的贡献。在 FeTiSn 中，沿 -X 方向存在一条平带，计算得到的有效质量约为电子质量的 36 倍以上。通过本研究，观察到了不同泛函在解释全霍伊斯勒合金热电应用性质方面的改进或不足。
引用
@article{arxiv.1708.01180,
title = {A comparative study of different exchange-correlation functionals in understanding structural, electronic and thermoelectric properties of Fe$_{2}$VAl and Fe$_{2}$TiSn compounds},
author = {Shivprasad S. Shastri and Sudhir K. Pandey},
journal= {arXiv preprint arXiv:1708.01180},
year = {2017}
}