理解 ${\text{SrCo}\text{O}_{2.5}}$ 与 ${\text{HSrCo}\text{O}_{2.5}}$ 的特殊稳定性

最近证实了在 ${\text{SrCo}\text{O}_{2.5}}$（即钴酸锶（SCO）的褐铁矿相（BM））中存在可逆的氢引入 [N. Lu, $\textit{et al.}$, Nature $\textbf{546}$, 124 (2017)]，这为催化和能源应用开辟了新途径。然而，现有的关于 BM-SCO 的理论研究尚不充分，而关于新近报道的氢化 SCO（H-SCO）即 ${\text{HSrCo}\text{O}_{2.5}}$ 的研究尤为稀缺。在本工作中，我们展示了如何使用电子计数模型（ECM）来理解这些相，特别是在解释氧空位通道（OVCs）的稳定性以及考察 Co 价态问题方面。使用密度泛函理论（DFT）方法，我们分析了 BM-SCO 和 H-SCO 的晶体、电子和磁结构。基于我们的结构搜索，我们发现了 BM-SCO 和 H-SCO 均具有大带隙（> 1 eV）的稳定相，这与电子结构方面的实验结果更为吻合。我们的计算还表明，从 H 到 O 的电荷转移有限，这可能解释了 H-SCO 相的特殊稳定性以及实验中观察到的 H 引入的可逆性。与最初的研究相反，我们的计算还表明 H-SCO 具有本征反铁磁性（AFM），揭示了测量到的铁磁性（FM）可能源于空穴掺杂。