尽管人们充分认识到 3 d 过渡金属氧化物 (TMO) 准粒子性质的 GW 计算难度,但涉及 4 d 电子的 TMO 可能被视为边界系统,且受到的关注较少。这里我们展示了 SrZrO 3 和 BaZrO 3 的准粒子能带结构,这两种相对简单的宽带隙氧化物,尽管具有技术重要性,但对其电子结构的精确计算却很少。我们表明,完全收敛的 GW 计算可以准确预测 4 d TMO 钙钛矿 SrZrO 3 和 BaZrO 3 的准粒子性质,无论起始平均场解是在直接密度泛函理论 (DFT) 中计算还是在 DFT+ U 方法中计算。这与 3 d TMO 钙钛矿 SrTiO 3 和 BaTiO 3 的情况形成了鲜明对比,对于这两者,DFT+ U 方法被证明可以为后续的 GW 计算提供更好的起点。与相当局域化的 3 d 态相比,更扩展的 4 d 轨道似乎可以在 DFT 中使用局域或半局域泛函进行很好的描述。我们的结果再次证明了 GW 方法的准确性和稳健性,前提是可以获得可靠的零阶平均场解,并且结果足够收敛。
Linh 等人 35 发现用离子半径较大的碱金属(M = Li、Na 和 K)取代(Bi 0.5 M 0.5 )TiO 3 会增加其直接带隙。将 MCaF 3(M = K、Cs)中的 K 位取代为 Cs 位,可将带隙从间接变为直接,从而改善光学特性。36 Gillani 等人还报道将碱土金属(Mg、Ca、Ba)掺杂到 SrZrO 3 中可使带隙从间接变为直接。37,38 此外,利用静水压力将带隙从间接变为直接被证明是有益的,就像在许多立方钙钛矿中所看到的那样。 39 – 44 通过施加外部压力,卤化物立方钙钛矿 CsBX 3 (B ¼ Sn, Ge; X ¼ Cl, Br) 的带隙减小到零,从而导致半导体到金属的转变。45 – 49 在静水压力下,还对 Ca 基立方碱金属卤化物钙钛矿 KCaX 3 (X ¼ F, Cl) 50,51 和 ACaF 3 (A ¼ Rb, Cs) 进行了第一性原理研究。52,53
