通过DFT$+V$在二氧化钒中引入静态位点间关联效应
材料科学
2025-04-15 v1 强关联电子
摘要
我们分析了在密度泛函理论（DFT）框架内添加经验性原子间势对二氧化钒（VO）结构和电子性质的影响。我们使用基于扩展Hubbard模型的DFT机制，在金红石相和单斜相以及在这两种情形之间插值的一组结构中，对最近邻钒原子施加经验性自能修正。我们观察到，沿着钒-钒链施加显式的位点间相互作用增强了单斜相中相关能带的特征性成键-反成键分裂，从而有利于电子二聚化和带隙的形成。然后，我们探讨了对结构性质和两相相对能量的影响，发现单斜相存在一个绝缘的全局能量最小值，这与实验观测一致。随着的增加，该最小值相对于金红石结构变得更深，从金属态到绝缘态的转变变得更加尖锐。我们还分析了将修正应用于所有或仅选定的钒-钒对，以及在单斜相和金属金红石相中的效果。我们的结果表明，DFT确实可以作为一种计算成本低廉的无偏方法来模拟VO，非常适合需要大系统尺寸的研究等。
引用
@article{arxiv.2406.08947,
title = {Incorporating static intersite correlation effects in vanadium dioxide through DFT$+V$},
author = {Lea Haas and Peter Mlkvik and Nicola A. Spaldin and Claude Ederer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.08947},
year = {2025}
}