Electron spectrum of intercalated stage ordered layered structures: periodic Anderson model approach

Abstract

Influence of intercalation on the electronic band structure of the layered nanohybrid compound of the GaSe-type with a stage ordering (three layers in the packet in the considered case) is studied in the modified version of the periodic Anderson model. Density of electron states for the intercalated system is calculated both in the impurity single-level approximation and the one with the level smearing out (of the Lorentzian-type) due to local electron correlations. Intercalated particles form an additional band (usually placed near the bottom of the main band) like the narrow impurity band (being far enough from the main band) or the more extended band hybridized with the main one (for the case of overlapping). The most pronounced transformation of the main band takes place in the vicinity of the impurity level. Changes in the total density of electron states due to the broadening of impurity levels and the increase of the intercalant concentration are analyzed. Вплив iнтеркаляцiї на електронну зонну структуру шаруватої наногiбридної сполуки типу GaSe зi стадiйним впорядкуванням (три шари в пакетi в цьому випадку) вивчено у модифiкованiй версiї перiодичної моделi Андерсона. Густину електронних станiв iнтеркальованої системи розраховано як у наближеннi однорiвневої домiшки, так i домiшки з лоренцiвським розмиттям рiвня, спричиненим електронними кореляцiями. Iнтеркальованi частинки формують додаткову зону (зазвичай, розташовану бiля дна основної зони) у виглядi вузької домiшкової зони (за достатньої вiддаленостi вiд основної) або достатньо широкої, що гiбридизується з основною (у разi їх перекриття). Найбiльш виражена змiна основної зони вiдбувається поблизу домiшкового рiвня. Проаналiзовано змiни у повнiй густинi електронних станiв, що виникають завдяки розширенню домiшкових рiвнiв та збiльшенню концентрацiї iнтеркалянта.