Sr2MoBO6(B=Os、Re、W)的电子结构与光学性质的第一性原理
2021-07-12郝久源祖宁宁
张 琪,郝久源,张 敏,李 瑞,祖宁宁
(齐齐哈尔大学理学院,齐齐哈尔 161000)
0 引 言
Sr2CrBO6(B=Os、Re、W)是目前双钙钛矿氧化物中被证实具有最高居里温度的三种材料[11-13],且Sr2CrWO6和Sr2CrReO6被发现在可见光范围内有较大的克尔旋角,约2°~2.5°[10],可用来制备磁光存储器件;Sr2CrWO6则具有半金属性质[14],可用于自旋电子器件的制备。在以前的工作中,对Sr2CrBO6进行了B位取代,用同一主族但巡游特性更强的4d元素Mo取代3d元素Cr,设计了Sr2MoBO6(B=Os、Re、W)[15]。可以发现,三种Mo基化合物的磁转变温度均高于室温,且Sr2MoWO6和Sr2MoOsO6展现出半金属性质。另外,根据Sr2MoBO6的态密度图可以看出,它们呈现绝缘性质的自旋方向上带隙宽度比较窄,有可能得到响应可见光波段的光学性质。基于这一点,本文利用第一性原理对Sr2MoBO6(B=Os、Re、W)的电子结构和光学性质进行理论计算,并分析能带结构与介电函数、吸收系数之间的联系,以期得到在可见光波段具有宽光谱、强吸收的双钙钛矿材料。
1 计算方法
本文采用VASP软件包[16-17]对Sr2MoBO6(B=Os、Re、W)进行晶体结构优化。其中电子间的交换关联能由广义梯度近似(GGA)的PBE泛函[18]处理,电子与离子间的相互作用由投影缀加平面波(PAW)[19]方法处理。在自洽计算中,为确保计算准确性,平面波截断能为500 eV,总能量收敛精度和相互作用力精度分别为10-5eV和10-1eV/nm。高对称布里渊区内K点网格以Gamma点为中点,根据Monkhorst-Pack方法取样,网格设置为5×5×5。
利用WIEN2K软件包[20-21]计算电子结构和光学性质,WIEN2K采用全势线性缀加平面波(FPLAPW)法。电子的交换关联能也采用PBE形式的GGA处理。设置扩展平面波函数截断能。Sr、Mo、Os、Re、W、O的原子球半径(RMT)分别为2.40 bohrs、2.10 bohrs、2.10 bohrs、2.10 bohrs、2.10 bohrs、1.65 bohrs。在完整的布里渊区内选取1 000个k点。……
