稀土基半导体的关联电子结构与光学响应
强关联电子
2021-06-16 v3 材料科学
摘要
在关联半导体中，莫特隙与能带隙同时出现，导致复杂的光学响应，其吸收边的性质在实验与理论上均难以分辨。本文中，我们将局域 4f 壳层的动力学平均场理论与通过半局域交换关联势对能带隙的改进描述相结合，从第一性原理出发计算了轻稀土氟硫化物 LnSF（Ln=Pr、Nd、Sm、Gd）的光学性质。与实验一致，我们发现 SmSF 中的吸收边源于 S-3p 到 Sm-4f 的跃迁，而 Gd 化合物表现为普通的 p-d 隙半导体。在尚未被探索的 PrSF 和 NdSF 体系中，我们预测在导带底会出现强杂化 4f-5d 态这一相当独特的现象。吸收边的性质决定了各体系中光学电导率的特殊各向异性。
引用
@article{arxiv.2101.01463,
title = {Correlated electronic structure and optical response of rare-earth-based semiconductors},
author = {Anna Galler and James Boust and Alain Demourgues and Silke Biermann and Leonid V. Pourovskii},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.01463},
year = {2021}
}