基于化合物可调嵌入势方法研究 YNbTiO$_6$ 与 CaNb$_2$O$_6$ 中 U、Pu 及次锕系元素替代的电子结构
材料科学
2023-11-01 v1 化学物理
摘要
应用化合物可调嵌入势(CTEP)方法研究铌酸盐晶体 YNbTiO 和 CaNbO 中的锕系元素替代。构建了以 Ca 和 Y 为中心的两个单中心团簇，并对每个团簇进行了 Ca 和 Y 被 U、Np、Pu、Am 和 Cm 以四种不同氧化态替代的 20 种替代。对每种所得结构进行几何弛豫，并通过评估自旋密度分布和 X 射线发射谱化学位移来分析电子性质。尽管研究发现具有相同氧化态的含锕系元素嵌入团簇一般产生相似的局域结构畸变，但对于高“起始”氧化态的 Am 和 Cm，发现了来自环境的电子转移，导致其氧化态降低；而对于“起始”U 态，电子转移方向相反，使其氧化态升高至 U。利用多中心模型对 U 替代进行了额外研究，该模型可提供更多结构与电子弛豫，并包含电荷补偿空位。对于“起始”U 情形，我们的计算观察到类似于单中心团簇中 Am 和 Cm 的氧化态降低，但方式不同。由于实际合成的 YNbTiO 结构不能视为完美(周期性)晶体，因为 Nb 和 Ti 原子在其内部统计分布并占据相同的 Wyckoff 位置，因此研究了不同的 Ti Nb 替代并估算了相应的结构变化。
引用
@article{arxiv.2310.20595,
title = {Electronic structure study of YNbTiO$_6$ vs. CaNb$_2$O$_6$ with U, Pu and minor actinide substitutions using compound-tunable embedding potential method},
author = {D. A. Maltsev and Yu. V. Lomachuk and V. M. Shakhova and N. S. Mosyagin and D. O. Kozina and A. V. Titov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.20595},
year = {2023}
}