原始及钾掺杂铜酞菁分子晶体的电子结构与关联效应
强关联电子
2009-11-11 v1 材料科学
摘要
我们研究了钾插层引起的铜酞菁（CuPc）晶体电子结构的变化。这是通过从头算LSDA和LSDA+U计算这些分子晶体的电子结构来实现的。发现原始CuPc是一种具有局域磁矩的绝缘体，其Pc衍生的价带宽度为0.32 eV。在插层化合物K₂CuPc中，由钾引入的额外电子完全转移到Pc环的e_g态。结果形成分子低自旋态，但保留了铜离子上的局域磁矩。e_g能级的简并被晶体场劈裂，该晶体场淬灭了轨道简并，并导致110 meV的能带劈裂。分子电子库仑相互作用将K₂CuPc中的这种劈裂增强为1.4 eV的电荷隙。导带的带宽为0.56 eV，对于分子固体而言，这个值出奇地大。这与实验观察一致，即额外钾掺杂的系统K₂.₇₅CuPc是金属，因为异常大的带宽与可观的载流子浓度共同抑制了局域化和极化子形成，同时强烈促进了载流子的离域化。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0609405,
title = {Electronic structure and correlations in pristine and potassium doped Cu-Phthalocyanine molecular crystals},
author = {Gianluca Giovannetti and Geert Brocks and Jeroen van den Brink},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0609405},
year = {2009}
}
备注
5 pages, 7 figures embedded