范德华键合在层状氧化物中的作用：块体五氧化二钒

稀疏物质的特点是存在低电子密度区域，对其理解需要能够精确计算范德华（vdW）相互作用和其他键合的方法。在此，我们展示了对层状氧化物（V2O5）块体结构的第一性原理密度泛函理论（DFT）研究，该结构在层间显示出电荷空洞，并强调了 vdW 力在构建材料内聚性中的作用。先前涉及 DFT 中交换关联泛函的半局域近似的第一性原理研究结果，在晶胞的两个面内晶格参数上与实验吻合良好，但高估了堆叠方向的参数。为了恢复第三个参数，我们通过 vdW-DF 方法 [Dion et al., Phys. Rev. Lett. 92, 246401 (2004)] 包含了非局域（色散）vdW 相互作用，并测试了不同的交换泛函形式。我们发现，可转移的第一性原理 vdW-DF 计算稳定了块体结构。vdW-DF 方法在所有三个晶格参数上都给出了与实验相当吻合的结果。