Эволюция электронной структуры и транспортных свойств Ca2N при изменении размерности электридного подпространства под давлением

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

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.

Об авторах

М. А. Мазанникова

Институт физики металлов имени М. Н. Михеева Уральского отделения РАН;Сколковский институт науки и технологий;Уральский федеральный университет

Email: mazannikova@imp.uran.ru
620108, Екатеринбург, Россия;121205, Москва, Россия;620002, Екатеринбург, Россия

Дм. М. Коротин

Институт физики металлов имени М. Н. Михеева Уральского отделения РАН;Сколковский институт науки и технологий

Email: mazannikova@imp.uran.ru
620108, Екатеринбург, Россия;121205, Москва, Россия

В. И. Анисимов

Институт физики металлов имени М. Н. Михеева Уральского отделения РАН;Сколковский институт науки и технологий;Уральский федеральный университет

Email: mazannikova@imp.uran.ru
620108, Екатеринбург, Россия;121205, Москва, Россия;620002, Екатеринбург, Россия

А. Р. Оганов

Сколковский институт науки и технологий

Email: mazannikova@imp.uran.ru
121205, Москва, Россия

Д. Ю. Новоселов

Институт физики металлов имени М. Н. Михеева Уральского отделения РАН;Сколковский институт науки и технологий;Уральский федеральный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: mazannikova@imp.uran.ru
620108, Екатеринбург, Россия;121205, Москва, Россия;620002, Екатеринбург, Россия

Список литературы

  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).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».