锗笼状化合物的结构与电子性质

在局域密度近似内，通过第一性原理计算研究了锗笼状化合物 Ge$_{46}$ 和 K$_8$Ge$_{46}$ 的结构与电子性质。平衡结构由{\em 从头算}赝势计算结合动态最小化获得。发现笼状结构为锗的低能相。计算了 Ge$_{46}$ 笼状化合物的电子能带结构，发现其带隙比金刚石相大得多。由于五角环的效应，发现笼状化合物与 Ge$_{24}$ 富勒烯结构在电子性质上有强相似性。检验了用金属原子掺杂笼状笼的效果。发现 K$_8$Ge$_{46}$ 笼状化合物为金属性，导带仅被 K 掺杂剂轻微修饰。