计算预测 Na-K-Sb 晶体的电子与光学性质

得益于其优异的电子和光学性质，钠钾锑化物正成为一类新兴的、用作粒子加速器光阴极的晶体。与这些材料的合成与表征相关的持续挑战需要理论的支持，这使得对计算预测的多晶型物的研究对于确定样品的结构和组成尤为重要。利用基于密度泛函理论和多体微扰理论的第一性原理方法，本文研究了立方相 NaK$_{2}$Sb 和六方相 Na$_{2}$KSb 的电子与光学性质。这两种系统分别最常见于六方相和立方相，它们均表现出一个在能量上与 $\Gamma$ 点处直接带隙非常接近的间接基本带隙，其大小在 NaK$_{2}$Sb 中为 0.81 eV，在 Na$_{2}$KSb 中为 0.70 eV。在两种材料的能带结构中，Sb $p$ 态主导了价带区域，碱金属 $p$ 态有少量贡献，而碱金属 $s$ 态主要在较低能量处贡献。两种晶体的光谱未受到显著的激子效应影响，除了激发能发生了 50-100 meV 的红移以及在近红外区域最低能量峰之外的振子强度发生了一些重新分布。我们的结果表明，计算预测的立方相 NaK$_{2}$Sb 和六方相 Na$_{2}$KSb 具有作为光阴极的优良特性，因此它们在多晶样品中的存在对这些应用并非不利。