CsK$_2$Sb 表面晶面的稳定性与电子性质
材料科学
2022-12-19 v2
摘要
第一性原理方法近来已在光电阴极研究领域确立地位，为电子源相关材料提供微观的量子力学表征。虽然现有研究大多聚焦于块体晶体，但表面性质的知识对于评估样品的光发射性能至关重要。在密度泛函理论的框架下，我们研究了 CsKSb（一种用于粒子加速器的新兴半导体光电阴极材料）表面 slab 的稳定性和电子性质。考虑 Miller 指数为 0 和 1 的表面，并计入所有可能的终止方式，我们发现，在与真空的界面处，原子层可能会显著重排以最小化相邻碱金属物种之间的静电排斥。根据表面能随化学势的分析，我们发现沿 (111) 方向取向的表面具有显著的偏好。然而，在 Cs 和 K 浓度分别较大和中等时，(100) 和 (110) slab 在能量上最为有利。所考虑的表面呈现半导体或金属性。最稳定的 (111) slab 属于前者，其带隙约为 1.3 eV，与 CsKSb 样品的实验值极为吻合。金属表面具有较低的功函数，约为 2.5 eV，与 CsKSb 光电阴极测得的发射阈值一致。总之，这些结果有助于从微观上理解 CsKSb（特别是）和多碱锑化物（一般而言）的基本性质，并对正在进行的此类新兴光电阴极材料表征实验工作提供了有益的补充。
引用
@article{arxiv.2208.05843,
title = {Stability and electronic properties of CsK$_2$Sb surface facets},
author = {Richard Schier and Holger-Dietrich Sassnick and Caterina Cocchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.05843},
year = {2022}
}