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Ab initio survey of the electronic structure of tetrahedrally bonded phases of silicon

机译：硅四面体键合相电子结构的从头算

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We present an ab initio study of the electronic structure of a number of high-pressure metastable phases of silicon with tetrahedral bonding. The phases studied include all experimentally determined phases that result from decompression from the metallic β-Sn phase, namely, the BC8 (Si III), hexagonal diamond (Si IV), and R8 (Si XII) phases. In addition to these we have also studied the hypothetical ST12 structure that is found upon decompression from β-Sn in germanium. We find that the local-density approximation incorrectly predicts the R8 phase to be semimetallic and that the quasiparticle spectrum exhibits a band gap. The effective masses found in R8 suggest that R8 may be useful for high-mobility applications. In addition, the ST12 phase is found to have a large density of electronic states at the band edge which could lead to interesting superconducting behavior.
机译：我们提出了从头开始研究具有四面体键合的硅的许多高压亚稳相的电子结构的方法。研究的相包括所有从金属β-Sn相减压产生的实验确定的相，即BC8（Si III），六角形金刚石（Si IV）和R8（Si XII）相。除了这些，我们还研究了假设的ST12结构，该结构是从锗中的β-Sn减压后发现的。我们发现，局部密度近似错误地预测了R8相为半金属，并且准粒子光谱显示出带隙。 R8中发现的有效质量表明R8可能适用于高机动性应用。另外，发现ST12相在带边缘具有大的电子态密度，这可能导致有趣的超导行为。

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