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采用修正的Becke-Johnson势加上局域库仑U(mBJ+U)方法计算的铕硫属化合物电子结构

DOI:10.1142/S2010324718500157 期刊:SPIN 出版年份:2018 更新时间:2025-09-23 15:22:29
摘要: 全势线性缀加平面波(FP-LAPW)方法被推广至基于相对论性自旋密度泛函理论和修正Becke-Johnson势(TB-mBJ)并引入原子位库仑U项的全电子完全相对论自旋极化自洽能带计算体系,以更精确地预测带隙。结果表明这些材料属于半导体。本计算获得的间接带隙分别为:EuS 1.63 eV、EuSe 1.79 eV、EuTe 1.96 eV。能带图清晰显示LSDA+U方法对硫族化合物(EuX)带隙计算效果较差。相较于其他计算结果,mBJ+U方法对EuX(S、Se和Te)的计算结果与实验值吻合良好。
作者: S. Belhachi
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研究概述 实验方案

本研究的目的是详细探究EuS、EuSe和EuTe的电子特性。

对LSDA+U与mBJ+U近似方法的比较研究表明,在EuX(X=S、Se、Te)体系中采用mBJ+U方案的计算效果优于LSDA+U。通过mBJ+U方法获得的带隙较LSDA+U结果有显著提升,且更接近实验数据。4f态与价带中心之间的能隙从EuS的1.63电子伏特递减至EuSe的1.79电子伏特和EuTe的1.96电子伏特,该变化趋势与实验测定值相符。

该论文未明确讨论局限性,但暗示LSDA+U法对这些材料的带隙计算效果不佳,且mBJ+U方法在所研究化合物之外的准确性或适用性可能存在约束。

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