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单层和双层六方氮化硼(h-BN)的从头算紧束缚模型

材料科学 2024-09-04 v2

摘要

六方氮化硼(h\it h-BN)在费米能级附近表现出主导的 π\pi 能带,类似于石墨烯。然而,与石墨烯中紧束缚(TB)模型能准确再现布里渊区 KKKK^{\prime} 点附近的能带边缘不同,h\it h-BN 中较宽的带隙需要同时捕获 KKMM 点的能带边缘才能进行精确的带隙计算。我们提出了利用以硼和氮位点为中心的最大局域化 Wannier 函数(MLWFs),从 abinitio\it ab initio 计算中推导出的有效 TB 模型。这些模型考虑了多达四个最近邻的跃迁项,并在 KKMM 点附近与 abinitio\it ab initio 结果取得了极好的一致性。此外,我们将简化模型计算出的能带结构与 abinitio\it ab initio 计算及完整紧束缚模型的结果进行比较,以评估其准确性。为了考虑应变效应,我们引入了拟合参数化方法,将有效 TB 模型的跃迁参数与晶格常数和层间距离相关联。另外,我们利用双中心近似,基于子晶格之间的相对距离计算层间跃迁能,以泛化不同堆叠构型下的层间跃迁参数。通过将零扭转和扭转 h\it h-BN 系统的电子结构与 abinitio\it ab initio 计算进行比较,我们证明了该方法的有效性。

关键词

引用

@article{arxiv.2404.13041,
  title  = {Ab initio tight-binding Models for Mono- and Bilayer Hexagonal Boron Nitride (h-BN)},
  author = {Srivani Javvaji and Fengping Li and Jeil Jung},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2404.13041},
  year   = {2024}
}