Зонна структура MgO в моделі GGA-PBE з урахуванням поправки Хаббарда U

Автори: Кругляк Ю.О., Глушков О.В., Кругляк Н.Ю.

Рік: 2011

Випуск: 11

Сторінки: 210-218

Анотація

Зонна структура кристалічного оксида магнія вивчена згідно з теорією функціонала плотності в моделі GGA-PBE з урахуванням поправки Хаббарда U. Рекомендоване нами значення параметра Хаббарда U, яке дорівнює 7.86 еВ, забезпечує коректний кількісний опис зонної структури MgO, включаючи і ширину забороненої зони у повній згоді з експериментальними данними. Отримана також кількісна інтерпретація природи і походження валентної зони і дозволенної зони.

Теги: DFT; GGA; MgO; PBE; зонна структура; Хабарда параметр U; щільність станів

Список літератури

  1. Roessler D.M., Walker W.C. Electronic Spectrum and Ultraviolet Optical Properties of Crystalline MgO // Phys. Rev.- 1967.- V. 159.- N 3.- P. 733 – 738.
  2. Whited R.C., Flaten Ch.J., Walker W.C. Exciton thermoreflectance of MgO and CaO // Solid State Communications.- 1973.- V. 13.- N 11.- P. 1903 – 1905.
  3. Валбис Я.А., Калдер К.А., Куусманн И.Л., Лушик Ч.Б., Ратас А.А., Рачко З.А., Спрингис М.Е., Тайт В.М. Краевая люминесценция экситонов в кристаллах MgO в вакуумной ультрафиолетовой области спектра // Письма в ЖЭТФ.- 1975.- Т. 22, N 2.- C. 83 – 85.
  4. Ulrici B., Ulrici W., Kovalev N.N. Optical absorption in SrO single crystals // Phys. Status Solidi.- 1976.- V. 17.- P. 2305 – 2307.
  5. Pandey R., Jaffe J.E., Kunz A.B. Ab initio band-structure calculations for alkaline-earth oxides and sulfides // Phys. Rev. B.- 1991.- V. 43.- N 11.- P. 9228 – 9237.
  6. de Boer P.K., de Groot R.A. The conduction bands of MgO, MgS and HfO2 // J. Phys.: Condens. Matter.- 1998.- V. 10.- P. 10241 – 10248.
  7. Chang K.J., Cohen M.L. High-pressure behavior of MgO: Structural and electronic properties // Phys. Rev. B.- 1984.- V 30.- N 8.- P. 4774 – 4781.
  8. Stepanyuk V.S., Szasz A., Grigorenko B.L., Farberovich O.V., Katsnelson A.A. Electronic structure and optical properties of MgO: Band structure calculation and cluster model // Phys. Status Solidi B.- 1989.- V. 155.- N 1.- P. 179 – 184.
  9. Kohn W., Sham L.J. Self-Consistent Equations Including Exchange and Correlation Effects // Phys. Rev. A.- 1965.- V. 140.- N 4.- P. 1133 – 1138.
  10. Глушков А.В., Кругляк Ю.А. Квазичастичный лагранжев метод в теории атомов и ионов // В кн.: Актуальные проблемы спектроскопии.- М.: Наука, 1985.- С. 291 – 293.
  11. Кругляк Ю.А., Глушков А.В. Метод расчета энергий и длин химических связей в модели квазиэлектронов // Журн. физич. химии.- 1986.- Т. 60, N 5.- С. 1259 – 1261.
  12. Perdew J.P., Burke K., Ernzerhof M. Generalized Gradient Approximation Made Simple // Phys. Rev. Letters.- 1996.- V. 77.- N 18.- P. 3865 – 3868.
  13. Cococcioni M., de Gironcoli S. Linear response approach to the parameters in the LDA + U method // Phys. Rev B.- 2005.- V. 71.- P. 35105 – 35120.
  14. Soler J.M., Artacho E., Gale J.D., Garcia A., Junquera J., Ordejon P., Sanchez-Portal D. The SIESTA method for ab initio order-N materials simulation // J. Phys.: Condens. Matter. – 2002. –   V. 14.- P. 2745 – 2779.
  15. Wyckoff R.W.G. Crystal Structures.- New York: Interscience Publishers, 1963.- V. 1, P. 85
  16. Fiermans L., Hoogewijs R., de Meyer G., Vennik J. On X-ray photoelectron spectroscopy of alkaline-earth oxides // Phys. Status Solidi A.- 1980.- V. 59.- N 2.- P. 569 – 574.
  17. Bortz M.L., French R.G., Jones D.J., Kasowski R.V., Ohuchi F.S. Temperature dependence of the electronic structure of oxides: MgO, MgAl2O4 and Al2O3 // Phys. Scripta.- 1990.- v. 41.- N 4.- P. 537.
  18. Anisimov V.I., Aryasetiawan F., Lichtenstein A.I. First-principles calculations of the electronic structure and spectra of strongly correlated systems: the LDA+U method // J. Phys.: Condens. Matter.- 1997, V. 9.- P. 767-808.

Завантажити повний текст (PDF)