基于第一性原理的 $n$ 型 PbTe 声学形变势

我们利用局域密度近似（LDA）和杂化泛函（HSE03）交换关联泛函，从第一性原理计算了 PbTe 导带 L 谷的单轴与膨胀声学形变势 $\Xi^{\text{L}}_{u}$ 和 $\Xi^{\text{L}}_{d}$。我们发现，只要获得了带隙附近导带态的物理正确表示，泛函的选择不会显著影响有效带质量和形变势。用不含自旋轨道相互作用（SOI）的 LDA 在密度泛函微扰理论（DFPT）中获得的电子-声子矩阵元进行拟合，给出 $\Xi^{\text{L}}_u = 7.0$~eV 和 $\Xi^{\text{L}}_d = 0.4$~eV。用包含 SOI 的 HSE03 泛函计算由应变引起的 L 谷相对位移，给出 $\Xi^{\text{L}}_u = 5.5$~eV 和 $\Xi^{\text{L}}_d = 0.8$~eV，与 DFPT 值吻合良好。我们计算的 $\Xi^{\text{L}}_u$ 值与实验（$\sim 3-4.5$~eV）相当一致。计算得到的 $\Xi^{\text{L}}_d$ 值远小于通过拟合电子输运测量所得的值（$\sim 17-22$~eV），表明 PbTe 中的谷内声学声子散射比先前认为的要弱得多。