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氧化钒晶体的半导体至金属相变的理论研究

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宋婷婷, 何捷, 林理彬, 陈军. 2010: 氧化钒晶体的半导体至金属相变的理论研究, 物理学报, 59(9): 6480-6486.
引用本文: 宋婷婷, 何捷, 林理彬, 陈军. 2010: 氧化钒晶体的半导体至金属相变的理论研究, 物理学报, 59(9): 6480-6486.
shu
Song Ting-Ting, He Jie, Lin Li-Bin, Chen Jun. 2010: The theoretical study of metal-insulator transition of VO2, Acta Physica Sinica, 59(9): 6480-6486.
Citation: Song Ting-Ting, He Jie, Lin Li-Bin, Chen Jun. 2010: The theoretical study of metal-insulator transition of VO2, Acta Physica Sinica, 59(9): 6480-6486.
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氧化钒晶体的半导体至金属相变的理论研究

  • 西华师范大学,物理与电子信息学院,南充,637002;四川大学物理系,辐射物理及技术教育部重点实验室,成都,610064;北京应用物理与计算数学研究所,北京,100088

  • 四川大学物理系,辐射物理及技术教育部重点实验室,成都,610064

  • 北京应用物理与计算数学研究所,北京,100088

The theoretical study of metal-insulator transition of VO2

  • 摘要: 本文利用第一性原理方法研究了金红石相和单斜相VO2晶体的电子结构和热力学性质.在计算中采用局域密度近似结合Hubbard U模型(LDA+U)描述电子的局域强关联效应,同时也利用微扰密度泛函方法计算了两种相结构的声子谱.计算结果表明V原子3d电子轨道中x2-y2轨道能级分裂决定了VO2晶体在不同相结构下的金属和绝缘体特性.零温状态方程计算揭示了在68 GPa时可以发生从单斜结构到金红石结构的压致相变,而V原子3d和3s轨道电子与O原子2p轨道电子的强关联效应是导致VO2晶体发生压致相变的主要原因.同时,通过对系统的吉布斯自由能计算得到了与实验结果较好符合的热致相变温度(375 K).
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出版历程
  • 刊出日期:  2010-09-30

氧化钒晶体的半导体至金属相变的理论研究

  • 西华师范大学,物理与电子信息学院,南充,637002;四川大学物理系,辐射物理及技术教育部重点实验室,成都,610064;北京应用物理与计算数学研究所,北京,100088
  • 四川大学物理系,辐射物理及技术教育部重点实验室,成都,610064
  • 北京应用物理与计算数学研究所,北京,100088

摘要: 本文利用第一性原理方法研究了金红石相和单斜相VO2晶体的电子结构和热力学性质.在计算中采用局域密度近似结合Hubbard U模型(LDA+U)描述电子的局域强关联效应,同时也利用微扰密度泛函方法计算了两种相结构的声子谱.计算结果表明V原子3d电子轨道中x2-y2轨道能级分裂决定了VO2晶体在不同相结构下的金属和绝缘体特性.零温状态方程计算揭示了在68 GPa时可以发生从单斜结构到金红石结构的压致相变,而V原子3d和3s轨道电子与O原子2p轨道电子的强关联效应是导致VO2晶体发生压致相变的主要原因.同时,通过对系统的吉布斯自由能计算得到了与实验结果较好符合的热致相变温度(375 K).

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