单层锑的电子性质：紧束缚模型、自旋轨道耦合与有效库仑相互作用强度

结合第一性原理和紧束缚方法研究了单层锑的电子性质。利用相对论密度泛函理论获得的能带结构，推导出一个解析紧束缚模型，该模型可在直至中紫外的宽光谱区域内高效且准确地描述单粒子电子态。强的（$\lambda=0.34$ eV）原子内自旋轨道相互作用在能带结构中起着根本性作用，导致价带顶分裂并显著降低空穴载流子的有效质量。为获得二维Sb的有效多体模型，我们计算了屏蔽库仑相互作用，并给出了在位$\bar{V}_{00}$（Hubbard）和位间$\bar{V}_{ij}$相互作用的数值。我们发现屏蔽效应主要来源于5$p$态，因此完全被所提出的紧束缚模型所涵盖。结果显示，主导的动能和库仑能量在量级上可比，$|t_{01}|/(\bar{V}_{00}-\bar{V}_{01}) \sim 1.6$，这表明Sb中5$p$电子具有强关联特征。本文呈现的结果为理解和合理描述这种二维材料的多种电子性质迈出了关键一步。