使用r$^2$SCAN泛函研究IV族元素固体的晶格动力学与结构相稳定性
材料科学
2026-03-18 v2
摘要
强约束且适当范数化（SCAN）的meta-广义梯度近似（meta-GGA）泛函是电子结构理论的一个里程碑式成就。最近，一种修正和恢复的形式（rSCAN）被提议作为高通量应用中SCAN的替代品。在此，我们评估了rSCAN meta-GGA泛函对于IV族元素固体碳（C）、硅（Si）、锗（Ge）和锡（Sn）的准确性和可靠性。我们表明，rSCAN泛函在弹性常数、体模量和声子色散方面与其母泛函SCAN非常接近，但rSCAN的数值稳定性更优。两种meta-GGA泛函在准确性方面均优于标准GGA（Perdew-Burke-Ernzerhof），并接近常见杂化泛函（Heyd-Scuseria-Ernzerhof）的水平。然而，我们发现rSCAN在Ge和Sn的 相变方面表现远差于SCAN，产生了更大的相能量差和相变压力。
引用
@article{arxiv.2601.11177,
title = {Lattice dynamics and structural phase stability of group-IV elemental solids with the r$^2$SCAN functional},
author = {Adonis Haxhijaj and Stefan Riemelmoser and Alfredo Pasquarello},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.11177},
year = {2026}
}