Ab initiostudy of the (0001) surfaces of hematite and chromia: Influence of strong electronic correlations

从头算 电子结构 凝聚态物理 电子相关 克罗米亚 材料科学 费米能级 物理 结晶学 电子 氧化物 化学 量子力学 冶金
作者
Alexander Rohrbach,J. Häfner,Georg Kresse
出处
期刊:Physical Review B [American Physical Society]
卷期号:70 (12) 被引量:382
标识
DOI:10.1103/physrevb.70.125426
摘要

We present a detailed ab initio investigation of the stability, the structural, electronic, and magnetic properties of the (0001) surfaces of hematite $({\mathrm{Fe}}_{2}{\mathrm{O}}_{3})$ and chromia or eskolaite $({\mathrm{Cr}}_{2}{\mathrm{O}}_{3})$. Strong electron correlation effects not included in a density-functional description are described by a Hubbard-type on-site Coulomb repulsion (the $\mathrm{DFT}+U$ approach). For bulk chromia we find, complementing our recent work on hematite [Rollmann et al., Phys. Rev. B 69, 165107 (2004)] that the inclusion of correlation effects leads to an improved description of the structural, electronic, and magnetic properties. In particular, the increased exchange splitting of the $d$ band changes the character of the insulating gap from a pure $d\text{\ensuremath{-}}d$ Mott-Hubbard type to intermediate between $d\text{\ensuremath{-}}d$ and charge-transfer insulator. For both oxides, the strong correlation effects have a dramatic influence on the surface stability: oxygen-terminated surfaces are strongly disfavored because of the increased energetic cost of stabilizing a higher oxidation state of the transition metal close to the surface. The stability of metal-terminated surfaces even under oxidizing conditions agrees with the most recent STM and LEED data. For ${\mathrm{Cr}}_{2}{\mathrm{O}}_{3}(0001)$ where detailed experimental information on the surface structure is available, quantitative agreement of the calculated surface relaxations is achieved. Detailed results on the surface electronic structure (valence-band spectra and core-level shifts) and the surface magnetic properties are presented.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
1秒前
1秒前
赘婿应助ercha采纳,获得10
1秒前
嘻嘻哈哈应助tammy采纳,获得10
2秒前
外向山雁完成签到,获得积分10
2秒前
FashionBoy应助失眠熊猫采纳,获得10
2秒前
温暖的俊驰完成签到,获得积分10
2秒前
taozi完成签到,获得积分10
2秒前
maqin完成签到,获得积分10
2秒前
4秒前
LaiX完成签到 ,获得积分10
5秒前
6秒前
白蒲桃完成签到 ,获得积分10
6秒前
微笑幻天发布了新的文献求助10
6秒前
上官若男应助腼腆的妖妖采纳,获得10
6秒前
6秒前
喜喜发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
坚定的老六完成签到,获得积分10
8秒前
CipherSage应助suwan采纳,获得10
9秒前
彭于晏应助独特安白采纳,获得10
9秒前
9秒前
chanyelo发布了新的文献求助10
10秒前
研友_nPPzon完成签到,获得积分10
10秒前
小冬腊月完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
小月月完成签到,获得积分10
11秒前
14秒前
咕嘟发布了新的文献求助10
14秒前
MAO发布了新的文献求助10
15秒前
对对对完成签到,获得积分10
16秒前
阿超完成签到,获得积分10
16秒前
自信寻云发布了新的文献求助10
16秒前
ercha发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
sandyleung完成签到 ,获得积分10
17秒前
April完成签到 ,获得积分10
18秒前
19秒前
Feiyan发布了新的文献求助10
20秒前
等风来发布了新的文献求助10
21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
Cronologia da história de Macau 5000
Petrology and Plate Tectonics 800
Electrode Potentials 550
Association of Reentry Well-Being with Psychological Distress, Employment, and Housing Instability 15-Months After Incarceration 500
Trees of tropical Asia : an illustrated guide to diversity 500
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 410
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7026633
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8697194
关于积分的说明 18428101
捐赠科研通 6525247
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3110992
关于科研通互助平台的介绍 2187796
邀请新用户注册赠送积分活动 2086651