【摘要】 计算表明NaBO2具有动态和热力学稳定性，这与实验结果一致。

使用密度泛函理论 (DFT) 和多体 G0W0 加 Bethe-Salpeter 方程 (BSE) 方法研究了块状偏硼酸钠 (NaBO2) 的电子、光学和声子特性[1-3]。声子色散曲线的研究表明了NaBO2化合物在菱形相中的动态稳定性，这与实验结果非常吻合。此外，内聚能计算显示了该材料的热力学稳定性。能带结构结果表明，在LDA/PBE近似下，NaBO2在γ点的直接带隙为3.81 eV/4.16 eV，考虑G0W0@LDA/PBE计算中的准粒子效应，直接带隙增加到6.78 eV/6.57 eV 。考虑到 G0W0+BSE 方法中的电子空穴效应，光学间隙显示出更准确的结果，LDA/PBE 起点的值为 5.83 eV/5.71 eV。因此，与 G0W0+RPA 相比，G0W0+BSE 近似内的激子效应导致光学吸收光谱的红移。光学结果估计 LDA/PBE 近似内的激子结合能为 0.95 eV/0.86 eV。光学吸收光谱的研究引入了偏硼酸钠作为一种透明材料，具有在光学器件中应用的前景。

计算表明NaBO2具有动态和热力学稳定性，这与实验结果一致。在费米能附近，态价带密度的显着贡献与 O 和 B 原子的 p 轨道有关，而导带最小值在 Na 和 B 原子的 s 轨道之间形成，在 LDA 和 PBE 近似中，在 Γ 点处产生直接带隙，其量分别为 3.81 eV 和 4.16 eV。在 G0W0@LDA 和 G0W0@PBE 近似值内，Γ 点对应的带隙值分别为 6.78 eV 和 6.57 eV。准粒子 G0W0 方法中的带隙开口归因于电子-电子相互作用。 BSE 方法也被用来考虑激子效应。分析吸收光谱，LDA 和 PBE 近似的 BSE 光学带隙分别为 5.83 eV 和 5.71 eV。与G0W0结果相比，在BSE计算过程中偏硼酸钠的吸收光谱发生了红移。对于 LDA 和 PBE 近似，估计的激子结合能分别为 0.95 eV 和 0.86 eV，非常接近。光吸收的结果使偏硼酸钠成为一种透明材料，在光学仪器中具有应用前景。

 

[1] A.K. Figen, S. Pis¸kin, "Parametric investigation on anhydrous sodium metaborate (NaBO2) synthesis from concentrated tincal.", Adv. Powder Technol. 21 (2010) 513–520.

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