基于色散修正密度泛函理论的体相六方后过渡金属硫属化物结构
材料科学
2021-04-07 v2
摘要
我们使用色散修正密度泛函理论确定体相层状六方后过渡金属硫属化物竞争多型体的相对能量，以搜寻这些潜在具有技术重要性的半导体的最稳定结构。我们表明，在色散修正交换关联泛函之间，对于多型体的能量排序存在一定程度共识；但我们发现，对每种材料均存在多个堆叠次序，其相对能量小于每单层原胞 1 meV，这意味着在所有后过渡金属硫属化物中均预期大量存在层错。通过将简单模型拟合于全部能量数据，我们预测最稳定的六方结构在每种情况下均具有 P/mmc 空间群，但 GaS、GaSe、GaTe 与 InS 的堆叠次序不同于 InSe 与 InTe。在零压下，不同泛函所得相对能量相差约每单层原胞 1–5 meV，不足以明确识别最稳定结构；然而，数 GPa 的压力显著减少了竞争相数量。在更高压力下，最稳定单层多型体的 AB-堆叠结构被发现为最稳定的体相结构；该结构迄今尚未在实验中报道。
引用
@article{arxiv.2101.11733,
title = {Structures of bulk hexagonal post-transition-metal chalcogenides from dispersion-corrected density-functional theory},
author = {S. J. Magorrian and V. Zolyomi and N. D. Drummond},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.11733},
year = {2021}
}