基于超越广义梯度近似的高通量密度泛函理论计算探索 Cs-Te 相空间

在可用计算资源持续增长推动下，基于第一性原理方法的高通量计算已成为筛选海量材料的有力工具。此类研究的支柱是结构良好且可复现的工作流，在仅以化学组成与原子排布为输入时高效返回所需性质。在此，我们提出一种新工作流，旨在利用 SCAN 交换关联势近似，从密度泛函理论计算晶态材料的稳定性与电子性质。我们以开发工具探索二元 Cs-Te 相空间来展示其性能，该相空间包含碲化铯——一种广泛用于粒子加速器光阴极的半导体材料。从开放计算材料数据库检索得到的结构池中出发，我们分析形成能随相对 Cs 含量的函数关系，并对若干选定晶体研究能带结构与态密度，揭示结构、化学计量、稳定性与电子性质间的关联。我们的研究有助于正在进行中的碱基金属光阴极研究，并表明基于前沿第一性原理方法的高通量计算可补充实验以寻找下一代电子源的最优材料。