准二元乙腈三负离子 Sr$_3$[C$_2$N]$_2$ 的从头算研究
计算物理
2020-01-28 v2
摘要
我们报道利用密度泛函理论（DFT）对近期合成并表征的 Sr[CN] 晶体的基态性质的研究。近乎无色、具中心对称的 Sr[CN] 在单斜晶胞中以 空间群（No.14）结晶，且基于其为该领域后来者的现实，其诸多性质仍属未知。本研究旨在通过理论预测填补这一信息空白。计算所得结构性质与 Clark 及其合作者领导的实验组所获结果相当，从而令我们对 Sr[CN] 的 DFT 计算精度更具信心。我们采用相同方法计算 Sr[CN] 的力学与动力学稳定性以及电子态密度。未观测到虚声子模，因而意味着动力学稳定性。所计算的十三个弹性常数通过了单斜体系的稳定性判据。由计算的泊松比（=0.27）与 G/B=0.54，我们的计算预言 Sr[CN] 呈脆性且无法承受高压应用。为分析化学成键机制，我们绘制了相应的总态密度（TDOS）与分波态密度。价带（VB）顶主要由 C 2p、N 2p、N 2s 态及少量 Sr 5s 态混杂构成。导带（CB）底显示 C 2p、N 2p、N 2s 与 Sr 5s 态间的强杂化，在整个导带中给出 7.18 eV 的带宽。我们得以在 Sr[CN] 中获得 2.65 eV 的可调电子带隙。本文作者指出，Sr[CN] 属于一类未知的准氮化物家族，可能具备新颖的物理与化学性质。
引用
@article{arxiv.2001.01488,
title = {Ab initio study on Quasi-Binary Acetonitriletriide Sr$_3$[C$_2$N]$_2$},
author = {James Sifuna and George S. Manyali and Elicah Wabululu and Carolyne Songa and Alloysious Otieno and Stephen Sironik},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.01488},
year = {2020}
}
备注
6 pages, 3 figures