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由於近幾年來相關於局部密度函數近似法 (local density functional approximation)應用於能帶理論計算的文獻中,可歸 納出LDA 對強相關性材料的描述不好,如3d過波性金屬氧化物 (3d transition-metal oxide, TMO)。於1990年,Svane 發表的論文中提出LDA 對 TMO 的計算誤差主要是由於氧原子的存在而造成價電子的自我作用誤差。由於硫元 素的離子性較弱,我們預計3d過渡性元素硫化物 (3d transition-metal sulfide,TMS) 之價電子自我作用誤差會較少,而且實驗結 果發現硫化鐵 (FeS)、硫化鈷(CoS) 和硫化鎳(NiS) 三者皆為金屬材料。於是我們 認為LDA 對TMS 的描述應該不錯。所以本研究將採用LDA ,並利用線性擴增平面波 方法(linearized augmented plane-wave method, LAPW方法),對硫化錳、硫化 鐵、硫化鈷和硫化鎳在自旋一極化(spin-polarized)的能帶模型下,分別就其順磁 態和反磁態作能帶計算。並以之計算其k-邊緣吸收光譜,然後和實驗比較,探討 LDA 方法對TMS 系統能提供多好的描述。 由本研究的能帶理論計算結果可知:硫化錳為反磁絕緣體;硫化鐵為反磁金屬材料 ;硫化鈷和硫化鎳為無磁性金屬材料。將我們的吸收光譜和實驗之k-邊緣吸收光譜 作一比較,除了硫化錳的A 峰外,其餘大致吻合,因為硫化錳為反磁絕體,應為強 相關性材料,使得LDA 對其磁矩和能隙的理論計算值皆比實際值小。總而言之,利 用本研究的理論計算方法,對硫化錳、硫化鐵、硫化鈷和硫化鎳皆可得到不錯的結 果,尤其是有金屬性質的硫化物,結果更佳。
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