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基于 $GW$ 计算的 $\beta$-HgS 电子结构

材料科学 2022-03-31 v1

摘要

闪锌矿结构 β\beta-HgS 的电子结构尚不清晰。先前采用完全相对论密度泛函理论和完全相对论 GWGW 方法中的多体微扰理论的第一性原理计算预测这些态具有反转的、拓扑非平庸的序,其中类 ssΓ6\Gamma_6 态被占据。然而,其他采用微扰加入自旋轨道耦合的 GWGW 方法(“GWGW+SOC”)的计算预测 pp-dd 杂化的 Γ7\Gamma_7Γ8\Gamma_8 态被占据而 Γ6\Gamma_6 态未被占据,表明 β\beta-HgS 是一种拓扑平庸的小带隙半导体。在本工作中,平面波赝势完全相对论 GWGW 计算得到的能带序与先前的 GWGW+SOC 计算一致。计算所得带隙为 0.10 eV,电子有效质量为 0.07 mem_e,与实验吻合良好。

关键词

引用

@article{arxiv.2203.15831,
  title  = {The electronic structure of $\beta$-HgS via $GW$ calculations},
  author = {Bradford A. Barker and Steven G. Louie},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2203.15831},
  year   = {2022}
}