锌单硫族化物中的库仑关联效应
材料科学
2009-11-11 v1
摘要
通过第一性原理密度泛函理论计算，采用不同近似方法研究了闪锌矿型和纤锌矿型结构的锌单硫族化物的电子结构和能带特性。结果表明，局域密度近似低估了带隙和价带顶部态之间的能量分裂，错置了Zn-3d态的能级，并高估了晶体场分裂能。无论考虑何种结构类型，自旋轨道耦合能对于纤锌矿型ZnO被高估，对于纤锌矿型ZnS被低估，而对于闪锌矿型ZnSe和ZnTe则大致正确。对于闪锌矿型和纤锌矿型结构的ZnO，价带顶部态的顺序被发现是异常的，但对于所考虑的其他锌单硫族化物则是正常的。研究表明，Zn-3d电子及其与O-2p电子的干涉是导致异常顺序的原因。ZnO计算带隙及相关参数的典型误差源于强库仑关联，这种关联对该化合物极为显著。LDA+U方法大体上能够修正Zn-3d电子的强关联，从而与纯LDA计算相比，改善了与实验确定的Zn-3d能级位置的一致性。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0608121,
title = {Coulomb correlation effects in zinc monochalcogenides},
author = {S. Zh. Karazhanov and P. Ravindran and U. Grossner and A. Kjekshus and H. Fjellvag and B. G. Svensson},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0608121},
year = {2009}
}