Зонная структура оксида вольфрама W$_{20}$O$_{58}$ с идеальными октаэдрами

Методами теории функционала плотности в обобщенном градиентном приближении получены зонная структура, плотность состояний и поверхность Ферми оксида вольфрама WO$_{2.9}$ с идеализированной кристаллической структурой (идеальные октаэдры WO$_6$, объединенные в “квадратную решетку”). Из-за упорядочения кислородных вакансий рассмотренная система эквивалентна соединению W$_{20}$O$_{58}$ (фаза Магнели), где в элементарной ячейке присутствуют 78 атомов. Показано, что основной вклад в состояния вблизи уровня Ферми вносят 5$d$-состояния атомов вольфрама, находящихся непосредственно вокруг пустот, образованных зигзагообразным расположением октаэдров, имеющих общую грань. Именно эти атомы, вносящие разупорядочение в идеальное расположение остальных октаэдров, ответственны за низкоэнергетические свойства системы.