Electronic Structure of the Rare-Earth Dihydride GdH₂

Abstract

With the WIEN2k simulation code, the ab initio calculations of electronic properties for the cubic stoichiometric rare-earth dihydride GdH₂ (in the cubic fluorite structure) are performed using the full-potential linearized augmented plane wave (FP-LAPW) method approach within the density functional theory (DFT) in the generalized gradient approximation (GGA) (used for the exchange—correlation potential). The lattice parameter, the bulk modulus, its pressure derivative, the density of states, and the energy band structures are determined. Two low-lying hydrogen—metal bands of GdH2 are observed. The Fermi energy EF falls at a level where most of the states are rare-earth 5d conduction states. Information on the negligible role of the H1s state contribution near EF is obtained.

З використанням пакету для моделювання WIEN2k виконано ab initio розрахунки електронних властивостей для кубічного стехіометричного рідкісноземельного дигідриду GdH₂ (в структурі кубічного флюориту) із застосуванням повнопотенціяльної методи лінеаризованих приєднаних пласких хвиль в межах теорії функціоналу густини в наближенні узагальненого ґрадієнту (застосованих до обмінно-кореляційного потенціялу). Визначено сталу кристалічної ґратниці, модуль об’ємної пружности, його похідну за тиском, густину станів та структури енергетичних зон. Енергія Фермі EF розташовується поблизу рівня, де більшість станів є провідними 5d-станами рідкісноземельного елементу. Одержано інформацію щодо нехтовно малої ролі внеску стану H1s поблизу EF.

С использованием пакета для моделирования WIEN2k проведены ab initio расчёты электронных свойств для кубического стехиометрического редкоземельного дигидрида GdH₂ (в структуре кубического флюорита) с применением полнопотенциального метода линеаризованных присоединённых плоских волн в рамках теории функционала плотности в приближении обобщённого градиента (применённых к обменно-корреляционному потенциалу). Определены постоянная кристаллической решётки, модуль объёмной упругости, его производная по давлению, плотность состояний и структуры энергетических зон. Энергия Ферми EF располагается вблизи уровня, где большинство состояний являются проводящими 5d-состояниями редкоземельного элемента. Получена информация о пренебрежимо малой роли вклада состояния H1s вблизи EF.