Evolyutsiya elektronnoy struktury i transportnykh svoystv Ca2N pri izmenenii razmernosti elektridnogo podprostranstva pod davleniem

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Используя метод максимально локализованных функций Ванье (MLWF) описаны меузельные квазиатомные состояния (МКС), находящиеся в центрах неядерных аттаркторов, соответствующих определенным позициям Вайкоффа между атомами кальция. Это позволило сделать вывод о том, что именно волновые функции электридной подсистемы формируют зонную структуру вблизи уровня Ферми во всех фазах Ca2N, наблюдаемых под давлением. Используя полученный базис МЛФВ для решения квазиклассических уравнений переноса Больцмана, вычислены электронная проводимость и теплопроводность, а также коэффициент Зеебека. Показано, что экспериментально наблюдаемое, на первый взглядконтринтуитивное, увеличение электрического сопротивления под давлением в Ca2N объясняется ростом локализации межузельных электронных состояний при 2D → 1D → 0D переходах. Кроме того, обнаружена существенная анизотропия электронных транспортных свойств 2D-фазы, а также установлено,что проводимость внутри плоскости электридных слоев обеспечивается электронами, тогда как вдоль нормали к слоям основными носителями являются дырки.

Bibliografia

  1. P. P. Edwards, Science 333, 49 (2011).
  2. Q. Zhu, T. Frolov, and K. Choudhary, Matter 1, 1293 (2019).
  3. D. Y. Novoselov, D. M. Korotin, A. O. Shorikov, A. R. Oganov, V. I. Anisimov, JETP Lett. 109, 387 (2019).
  4. D. Y. Novoselov, D. M. Korotin, A. O. Shorikov, A. R. Oganov, and V. I. Anisimov, J. Phys.: Condens. Matter 32, 445501 (2020).
  5. D. Y. Novoselov, D. M. Korotin, A. O. Shorikov, V. I. Anisimov, and A. R. Oganov, J. Phys. Chem. C 125, 15724 (2021).
  6. D. Y. Novoselov, V. I. Anisimov, and A. R. Oganov, Phys. Rev. B 103, 235126 (2021).
  7. H. Hosono and M. Kitano, Chem. Rev. 121, 3121 (2021).
  8. Z. Wan, W. Xu, T. Yang, and R. Zhang, Phys. Rev. B 106, L060506 (2022).
  9. S. Liu, C. Wang, H. Jeon, Y. Jia, and J. H. Cho, Phys. Rev. B 105, L220401 (2022).
  10. Z. Liu, Q. Zhuang, F. Tian, D. Duan, H. Song, Z. Zhang, and T. Cui, Phys. Rev. Lett. 127, 157002 (2021).
  11. A. Fujimori, Nat. Mater. 21, 1217 (2022).
  12. M. A. Mazannikova, D. M. Korotin, A. O. Shorikov, V. I. Anisimov, and D. Y. Novoselov, J. Phys. Chem. C 127, 8714 (2023).
  13. K. Lee, S. W. Kim, Y. Toda, S. Matsuishi, and H. Hosono, Nature 494, 336 (2013).
  14. X. Zhang and G. Yang, Phys. Chem. Lett. 11, 3841 (2020).
  15. J. Li, S. Inagi, T. Fuchigami, H. Hosono, and S. Ito, Electrochem.Commun. 44, 45 (2014).
  16. T. Kocabas, A. Ozden, I. Demiroglu, D. C¸ akır, and C. Sevik, J. Phys. Chem. Lett. 9, 4267 (2018).
  17. B. Sa, R. Xiong, C. Wen, Y. L. Li, P. Lin, Q. Lin, and Z. Sun, J. Phys. Chem. C 124, 7683 (2020).
  18. D. Liu and D. Tomanek, Nano Lett. 19, 1359 (2019).
  19. H. Tang, B. Wan, B. Gao, Muraba et al. (Collaboration), Adv. Sci. 5, 1800666 (2018).
  20. D. Y. Novoselov, M. A. Mazannikova, D. M. Korotin, A. O. Shorikov, M. A. Korotin, V. I. Anisimov, and A. R. Oganov, J. Phys. Chem. Lett. 13, 7155 (2022).
  21. I. Souza, N. Marzari, and D. Vanderbilt, Phys. Rev. B 65, 035109 (2001).
  22. G. Pizzi, D. Volja, B. Kozinsky, M. Fornari, and N. Marzari, Comput. Phys.Commun. 185, 422 (2014).
  23. J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. B 77, 3865 (1996).
  24. P. Giannozzi, S. Baroni, N. Bonini et al. (Collaboration), Phys. Condens. Matter. 21, 395502 (2009).
  25. A. A. Mosto, J. R. Yates, G. Pizzi, Y.-S. Lee, I. Souza, D. Vanderbilt, and N. Marzari, Comput. Phys.Commun. 185, 2309 (2014).
  26. R. F. Bader, Chem. Rev. 91, 893 (1991).
  27. A. Otero-de-la-Roza, E. R. Johnson, and V. Luan˜a, Comp. Phys.Comm. 185, 1007 (2014).
  28. A. Savin, R. Nesper, S. Wengert, and T. F. F¨assler, Angew Chem.Int. Ed. Engl. 36, 1808 (1997).
  29. Y. Ma, M. Eremets, A. R. Oganov, Y. Xie, I. Trojan, S. Medvedev, and V. Prakapenka, Nature 458, 182 (2009).
  30. T. Matsuoka and K. Shimizu, Nature 458, 186 (2009).
  31. T. Yabuuchi, Y. Nakamoto, K. Shimizu, and T. Kikegawa, J. Phys. Soc. Jpn. 74, 2391 (2005).
  32. N. W. Ashcroft, Nature 458, 158 (2009).
  33. S. Kasap, Thermoelectric e ects in metals: thermocouples, Department of Electrical Engineering University of Saskatchewan, Canada (2001).
  34. D. M. Rowe, CRC handbook of thermoelectrics: macro to nano, RC, Boca Raton, FL. (2006).

Declaração de direitos autorais © Российская академия наук, 2023

Este site utiliza cookies

Ao continuar usando nosso site, você concorda com o procedimento de cookies que mantêm o site funcionando normalmente.

Informação sobre cookies