点缺陷性质的系统尺寸收敛性：硅空位案例
材料科学
2015-03-17 v3
摘要
我们使用平面波密度泛函理论中的超胞方法，对体硅中从2+到2-所有电荷态的空位进行了全面研究，并系统地量化了在周期性边界条件下计算孤立缺陷的形成能和稳定电荷态跃迁能级时，与众所周知的有限尺寸误差相关的各种贡献。此外，我们发现，与密集的k点采样相比，当仅在布里渊区中采样Gamma点时，跃迁能级相对于超胞尺寸收敛得更快。这是因为Gamma点处的缺陷能级迅速收敛到一个固定值，该值正确地描述了缺陷中心的键合。我们使用1000原子超胞和仅Gamma点采样计算的跃迁能级与可用的实验结果吻合良好。我们还展示了两种简单而准确的方法来计算计算带电缺陷形成能所需的价带偏移，一种基于势能平均方案，另一种使用最大局域化Wannier函数。最后，我们表明，MLWFs提供了对缺陷中心电子键合性质的清晰描述，验证了经典的Watkins模型。
引用
@article{arxiv.1010.3921,
title = {System-size convergence of point defect properties: The case of the silicon vacancy},
author = {Fabiano Corsetti and Arash A. Mostofi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1010.3921},
year = {2015}
}
备注
10 pages, 6 figures