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
刚刚
科研通AI6.2应助cavi采纳,获得30
1秒前
1秒前
应如音完成签到 ,获得积分10
1秒前
爆爆发布了新的文献求助10
1秒前
斯文败类应助顺利的皮皮采纳,获得10
2秒前
斯文败类应助smoothgoing采纳,获得10
2秒前
amazing39发布了新的文献求助10
2秒前
流云完成签到,获得积分10
2秒前
wjm发布了新的文献求助10
2秒前
小蜗牛完成签到,获得积分10
3秒前
LEI完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
kenan发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
Qzf发布了新的文献求助10
4秒前
Alive完成签到,获得积分10
5秒前
和平星完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
MZX完成签到,获得积分10
5秒前
LEI发布了新的文献求助10
6秒前
FashionBoy应助爱学习的小钟采纳,获得10
6秒前
chenhouhan发布了新的文献求助10
7秒前
yyy2025发布了新的文献求助10
8秒前
出岫完成签到,获得积分10
8秒前
双儿发布了新的文献求助10
8秒前
杜智敏完成签到,获得积分20
8秒前
西西完成签到,获得积分10
8秒前
Mic应助兴奋的画笔采纳,获得10
8秒前
NexusExplorer应助CTT采纳,获得10
9秒前
aahui完成签到,获得积分10
9秒前
颖火虫2588完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
YuGe完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
李某发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
YiLu完成签到,获得积分10
11秒前
李健应助chenhouhan采纳,获得10
11秒前
小希发布了新的文献求助10
12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
Introduction to Helicopter and Tiltrotor Flight Simulation, Second Edition 2500
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Software that combines deep learning,3D reconstruction and CFD to analyze the state of carotid arteries from ultrasound imaging 600
Bounds for Statistical Estimation in Semiparametric Models 500
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6499967
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8295350
关于积分的说明 17702644
捐赠科研通 5596542
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2918192
邀请新用户注册赠送积分活动 1895260
关于科研通互助平台的介绍 1756131