Cu$_{2}$S 的低温螺状银矿型相：电子与输运性质的第一性原理研究

Cu 原子晶格中的迁移与无序所表现出的类液行为是影响 Cu$_{2}$S 热电性质的重要特征。在本研究中，利用 Cu$_{2}$S 在低温范围内的螺状银矿型结构理论模型，我们通过第一性原理计算系统地研究了其电子结构、本征缺陷形成和输运性质。由此，本研究证实了先前关于 Cu$_{2}$S 间接带隙性质的实验报道，其带隙能量约为 0.9-0.95 eV。结果表明，从该模型估算出的光吸收系数在可见光谱范围内也给出了 $\alpha > 10^{4}$ cm$^{-1}$ 的潜在值。根据成键分析和形成能方面，Cu 空位是 Cu$_{2}$S 中最易形成的缺陷，它主要作为 $p$ 型影响导电行为，这与实验观察一致。最后，利用电子-声子散射方法成功再现了 Cu$_{2}$S 系统的输运性质，突出了弛豫时间预测在电导率估计中的重要作用，而非将其视为常数。