朱砂的电子和声子性质：从头计算与部分实验结果

我们报告了三角晶系$\alpha$-HgS（朱砂）的电子能带结构、相应光学光谱以及声子色散关系的从头计算。将计算得到的介电函数与Zallen及其合作者未发表的光学测量结果进行了比较。利用声子色散关系计算了比热随温度和同位素质量的变化，并与在具有Hg和S元素天然同位素丰度的样品（天然矿物和气相生长样品）以及通过气相传输从同位素富集元素制备的样品上获得的实验数据进行了比较。还将计算得到的振动频率与拉曼和红外数据进行了比较。与立方晶系$\beta$-HgS（黑辰砂）的情况相反，布里渊区$\Gamma$点顶部价带的自旋-轨道分裂（$\Delta_0$）为正，这是因为Hg的5d核心电子混合较少。还给出了晶格参数的计算结果，以及$\Delta_0$和相应直接带隙$E_0 \sim 2$ eV随压力的变化。最低吸收边被确认为间接吸收边。