TiO$_2$锐钛矿缺陷化学的比较性第一性原理研究
材料科学
2020-02-19 v1
摘要
理解本征点缺陷对于认识TiO锐钛矿在技术应用中的性质至关重要。已有若干第一性原理研究致力于探究该材料的缺陷化学，然而所报道的数值散布范围很广。本稿件中我们采用基于半局域、DFT+与 screened杂化泛函的不同方法进行比较研究，以探究缺陷性质(如形成能与电荷转移能级)对所用计算方法的依赖性。尽管锐钛矿中的缺陷(如同大多数过渡金属氧化物)通常诱导电子或空穴在原子位点的局域化，我们注意到，在进行了价带对齐的前提下，使用半局域泛函计算的缺陷形成能与转移能级与杂化泛函所得结果相当一致。对于Ti-O体系的热化学与元素化学势极限值可得出类似结论。我们将此解释为半局域泛函中自相互作用误差与O分子过束缚之间的误差抵消。在电子哈密顿量中引入项提供了一种便捷途径，以获得缺陷体系更精确几何与电子构型。
引用
@article{arxiv.1912.07260,
title = {A comparative first-principles investigation on the defect chemistry of TiO$_2$ anatase},
author = {Marco Arrigoni and Georg K. H. Madsen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.07260},
year = {2020}
}