基于屏蔽杂化密度泛函计算的层状过渡金属氧化物缺陷化学
材料科学
2014-12-17 v1
摘要
我们报告了使用密度泛函理论和Heyd-Scuseria-Ernzerhof屏蔽杂化泛函对层状氧化物正极材料LiMO (M=Co, Ni)中本征点缺陷的热力学和输运进行的全面第一性原理研究。我们发现LiCoO具有复杂的缺陷化学；不同的电子和离子缺陷可以在不同合成条件下存在，并且在锂过量（钴缺乏）环境下可以制备无钴反位缺陷的LiCoO样品。还提出了锂过化学计量LiCoO的缺陷模型，涉及带负电的锂反位和带正电的小（空穴）极化子。在LiNiO中，一定量的Ni离子发生电荷歧化，锂层中镍离子浓度高。调节合成条件可能减少镍反位，但不会消除电荷歧化。此外，我们发现LiMO不能进行型或型掺杂；电子传导通过小极化子跳跃发生，离子传导通过锂空位迁移发生，根据空位浓度，通过单空位或双空位机制。
引用
@article{arxiv.1412.5064,
title = {Defect chemistry in layered transition-metal oxides from screened hybrid density functional calculations},
author = {Khang Hoang and Michelle D. Johannes},
journal= {arXiv preprint arXiv:1412.5064},
year = {2014}
}
备注
13 pages, 6 figures