Microscopic Link between Electron Localization and Chemical Expansion in AMnO3 and ATiO3 Perovskites (A = Ca, Sr, Ba)

锰铁矿 电子定域函数 化学键 钙钛矿(结构) 共价键 电子结构 电子 凝聚态物理 材料科学 钛酸酯 氧化物 化学物理 化学 结晶学 物理 铁磁性 陶瓷 复合材料 有机化学 冶金 量子力学
作者
Astrid Marthinsen,Tor Grande,Sverre M. Selbach
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:124 (24): 12922-12932 被引量:13
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.0c02060
摘要

The microscopic origin of chemical expansion in perovskite oxides, due to formation of oxygen vacancies accompanied by formal reduction of a 3d transition metal, is studied by first-principles calculations. We compare the II–IV manganite and titanate series, having Ca, Sr, or Ba on the A site. In particular, the effect of electron localization is elucidated by systematically varying the Hubbard U, and we find that the localization behavior is significantly different in the manganites and titanates. The chemical expansion is explicitly calculated for all compounds, and we demonstrate that increasing on-site repulsion (Hubbard U) on the B site in the lattice yields increased chemical expansion in the manganites and reduced chemical expansion in the titanates. The opposite behavior of the manganites and titanates arises from different electrostatic screenings of oxygen vacancies. We show that this can be attributed to differences in electronic energy levels, specifically that Mn–O bonds are more covalent than Ti–O bonds. Fundamental understanding of electronic and crystal chemical origins of the important phenomenon of chemical expansion is required for rational design of oxide materials for energy technology, sensors, and actuators. We hope our analysis will inspire further fundamental studies of other oxides for solid state ionics applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
LL完成签到,获得积分10
1秒前
情怀应助闵不悔采纳,获得10
1秒前
夜包子123完成签到,获得积分10
1秒前
肥鱼完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
偏偏意气用事完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
郭志倩发布了新的文献求助10
4秒前
八二力完成签到 ,获得积分10
5秒前
蓝桉发布了新的文献求助10
5秒前
7秒前
丹尼完成签到 ,获得积分10
7秒前
明研完成签到,获得积分10
8秒前
拼搏冬瓜完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
兜里面有怪兽完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
12秒前
yongjie发布了新的文献求助30
12秒前
13秒前
Pzuzu完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
HUOZHUANGCHAO完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
大个应助小杨采纳,获得10
15秒前
欢欢欢乐乐乐乐完成签到,获得积分10
15秒前
17秒前
土豪的紫荷完成签到 ,获得积分10
17秒前
卷卷发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
闵不悔发布了新的文献求助10
18秒前
哇晒完成签到,获得积分10
19秒前
pluto应助听雨采纳,获得10
19秒前
小猴子完成签到 ,获得积分10
21秒前
yongjie完成签到,获得积分10
21秒前
威武皮带完成签到,获得积分10
21秒前
哭泣鼠标完成签到 ,获得积分10
21秒前
22秒前
陶醉的水彤完成签到,获得积分10
22秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Zeolites: From Fundamentals to Emerging Applications 1500
Architectural Corrosion and Critical Infrastructure 1000
Early Devonian echinoderms from Victoria (Rhombifera, Blastoidea and Ophiocistioidea) 1000
Hidden Generalizations Phonological Opacity in Optimality Theory 1000
Comprehensive Computational Chemistry 2023 800
2026国自然单细胞多组学大红书申报宝典 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4911110
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4186617
关于积分的说明 13000608
捐赠科研通 3954386
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2168285
邀请新用户注册赠送积分活动 1186699
关于科研通互助平台的介绍 1094037