基于第一性原理的Si/SiGe异质结能谷劈裂
材料科学
2025-12-19 v1
摘要
我们利用从头算密度泛函理论（DFT）计算了Si/SiGe超晶格中的能谷劈裂。这种第一性原理方法有望在不依赖经验拟合参数的情况下，对界面、应变和原子无序提供出色的描述。我们将原子紧束缚（TB）方法和有效质量（EM）近似下的"2k₀"理论与DFT进行了基准对比。我们表明DFT支持2k₀理论的主要结论，但揭示了半经验方法（如EM和TB）在描述原子无序方面的某些局限性。DFT计算还揭示了在能谷劈裂较大时强能谷-轨道混合效应。尽管如此，TB和2k₀理论仍可为许多对自旋量子比特器件感兴趣的异质结提供合理的能谷劈裂统计。
引用
@article{arxiv.2512.04879,
title = {Valley Splittings in Si/SiGe Heterostructures from First Principles},
author = {Lukas Cvitkovich and Tancredi Salamone and Christoph Wilhelmer and Biel Martinez and Tibor Grasser and Yann-Michel Niquet},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.04879},
year = {2025}
}