金刚石中中性空位动态 Jahn-Teller 畸变的第一性原理研究
介观与纳米尺度物理
2017-01-25 v1 材料科学
计算物理
摘要
采用第一性原理密度泛函理论方法研究金刚石中中性空位缺陷的结构、能量学和振动运动。测量的光学吸收谱表明，当存在空位缺陷时，原始金刚石的四面体 点群对称性得以保持。这被证明是由大的振动非谐性稳定的动态 Jahn-Teller 畸变所引起的。我们的计算进一步证明，具有 对称性的动态 Jahn-Teller 畸变结构比静态 Jahn-Teller 畸变的四方 空位缺陷能量更低，与实验观测一致。四面体空位结构相对于四方结构随温度升高而变得更稳定。大的非谐性主要源于四次振动，并与 Born-Oppenheimer 面的鞍点以及自由能中的极小值相关。本研究证明，点缺陷的 Jahn-Teller 畸变行为可以使用非谐振动方法进行精确计算。我们的工作将为凝聚态中动态 Jahn-Teller 系统的第一性原理处理开辟道路。
引用
@article{arxiv.1701.01118,
title = {First-principles study of the dynamic Jahn-Teller distortion of the neutral vacancy in diamond},
author = {Joseph C. A. Prentice and Bartomeu Monserrat and R. J. Needs},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.01118},
year = {2017}
}
备注
9 pages, 6 figures