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BaHfN$_2$ 电子与振动性质的第一性原理研究

材料科学 2010-10-20 v1

摘要

过渡金属氮化物 BaHfN2_2 由弱键合的闭壳层离子中性层组成,在结构和化学上与其他在电子掺杂时具有令人瞩目的超导 Tc_c 的层状氮化物相似:Ax_xHfNCl、Ax_xZrNCl、Ax_xTiNCl,在适当的施主 (A) 浓度 xx 下,其 Tc_c 分别为 25.525.515.215.216.516.5 K。这些相似性表明 BaHfN2_2 有可能在掺杂后成为另一种相对高 Tc_c 的氮化物,而结构的影响和特定过渡金属离子的作用尚待理解。我们报告了使用带有平面波基组和可分双空间高斯赝势的密度泛函理论,对化学计量的 BaHfN2_2 进行的第一性原理电子结构计算。获得了 0.8 eV 的间接带隙,最低导带主要具有 Hf 5dxyd_{xy} 特征,类似于 β\beta-ZrNCl 和 α\alpha-TiNCl。发现两个 N 位点(一个在 Hf 层,另一个在 Ba 层)具有非常各向异性的玻恩有效电荷 (BEC):偏离形式电荷 (-3) 的方向在两个位点上相反,并且在两个取向(面内、面外)上也相反。讨论了 LO-TO 劈裂以及 BEC 和介电常数张量与相关化合物的比较,并报告了电子掺杂对布里渊区中心声子的影响。

关键词

引用

@article{arxiv.1007.4574,
  title  = {First-Principles Study of Electronic and Vibrational Properties of BaHfN$_2$},
  author = {Amandeep Kaur and Erik R. Ylvisaker and Yan Li and Giulia Galli and Warren E. Pickett},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1007.4574},
  year   = {2010}
}

备注

11 pages, 5 figures