基于 DFT 计算的缺氧化铈 CeO$_{2-\delta}$ 的电子结构与激发

T. Jarlborg; B. Barbiellini; C. Lane; Yung Jui Wang; R. S. Markiewicz; Zhi Liu; Zahid Hussain; A. Bansil

doi:10.1103/PhysRevB.89.165101

基于 DFT 计算的缺氧化铈 CeO$_{2-\delta}$ 的电子结构与激发

材料科学 2014-04-02 v1 强关联电子

作者: T. Jarlborg , B. Barbiellini , C. Lane , Yung Jui Wang , R. S. Markiewicz , Zhi Liu , Zahid Hussain , A. Bansil

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摘要

我们在密度泛函理论 (DFT) 框架内计算了 CeO $_{2-\delta}$ 超胞的电子结构。广义梯度近似 (GGA) 很好地复现了晶格常数、体模量和磁矩等平衡性质。电子激发是通过对具有原子芯空穴或价空穴的约束态进行稳健的总能量计算来模拟的。研究发现， pristine 氧化铈 CeO $_2$ 是一种非磁性绝缘体，一旦从结构中移除氧原子，磁性随即出现。在缺陷氧化铈的基态中，Ce- $f$ 多数能带位于费米能级附近，但由于末态效应，在光电子能谱实验中出现在费米能级以下约 2 eV 处。我们还通过计算 Ce-M $_5$ 和 O-K X 射线吸收谱的阈值能量，并将理论预测与相应测量值进行比较，测试了我们的计算方法。我们关于 $f$ 电子在缺氧化铈基态中位于费米能级附近的发现，对于理解 CeO $_2$ 及相关材料的催化性质至关重要。

关键词

CeO2 氧空位电子结构 DFT 计算 X 射线吸收谱催化性质磁矩

引用

@article{arxiv.1403.7650,
  title  = {Electronic structure and excitations in oxygen deficient CeO$_{2-\delta}$ from DFT calculations},
  author = {T. Jarlborg and B. Barbiellini and C. Lane and Yung Jui Wang and R. S. Markiewicz and Zhi Liu and Zahid Hussain and A. Bansil},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1403.7650},
  year   = {2014}
}

备注

7 pages, 4 figures, accepted in Phys. Rev. B

基于 DFT 计算的缺氧化铈 CeO$_{2-\delta}$ 的电子结构与激发

摘要

关键词

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备注

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