Вычисление тензора эффективной массы в ε- и ξ-фосфорене методом теории функционала плотности

В работе из закона дисперсии электронов в зоне проводимости различных аллотропных модификаций фосфорена, рассчитанного с помощью теории функционала плотности, получен тензор эффективной массы. Для расчетов использовался пакет квантовохимического моделирования, OpenMX, который значительно сокращает время расчетов для систем, состоящих из сотен и тысяч атомов. Сравнение полученных результатов тензоров для черного и синего фосфорена с другими работами показало корректность используемых методов, которые в дальнейшем были применены для других,менее изученных аллотропных модификаций фосфорена. В частности, были изучены ε- и ξ-фосфорен, которые отличаются негексагональной кристаллической решеткой с непрямой запрещенной зоной. Это может быть интересно с точки зрения обнаружения в этих материалах интересных акусто-электронных свойств, например, резонансного поглощения акустических волн. Проведены параллели между аллотропами. С точки зрения тензоров эффективной массы ε-фосфорен изотропен как и синий, а ξ-фосфорен, напротив, имеет неизотропную структуру, как у черного фосфорена. Полученные в ходе исследования результаты могут быть использованы в дальнейшем изучении физических свойств материалов, например, таких, как проводимость, фотогальванические и акусто-электронные эффекты.