稀有金属氧化物的交换-关联近似性能评估
材料科学
2024-09-11 v1
摘要
稀有金属氧化物 (REOs) 是一类具有独特性质的材料，包括高离子导电性、较大的介电常数以及较高的熔点，使其在催化、离子导电和传感等技术应用中具有重要意义。能够以适中计算成本预测这些性质对于引导材料发现和优化材料性能至关重要。虽然密度泛函理论 (DFT) 是预测电子结构和原子结构的首选方法，但其在描述 REOs 固有的强电子关联和局域化方面的准确性受限。新近发展的强约束且合适归一 (SCAN) 元广义梯度近似 (meta-GGAs) 有望在建模这些强相关系统方面提供更高的准确性。我们评估了这些 meta-GGAs 在二进制 REOs 上的性能，通过比较十三种交换-关联近似在预测结构、磁性和电子性质方面的数值准确性。系统地考虑了 Hubbard U 修正用于自能误差和自旋轨道耦合。我们的全面评估为 REOs 的物理性质和功能性能提供了见解，并为选择最佳 DFT 功能性方法探索这些材料提供了宝贵的指导。
引用
@article{arxiv.2409.06145,
title = {Performance of Exchange-Correlation Approximations to Density-Functional Theory for Rare-earth Oxides},
author = {Mary Kathleen Caucci and Jacob T. Sivak and Saeed S. I. Almishal and Christina M. Rost and Ismaila Dabo and Jon-Paul Maria and Susan B. Sinnott},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.06145},
year = {2024}
}