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
chenchunli完成签到,获得积分10
刚刚
12345完成签到,获得积分10
刚刚
土豆小狗勇敢飞完成签到 ,获得积分10
刚刚
WHITE1完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
2秒前
奋斗玫瑰发布了新的文献求助10
2秒前
土豪的澜发布了新的文献求助30
2秒前
鱼山发布了新的文献求助10
2秒前
小李老博发布了新的文献求助10
3秒前
结实雪卉完成签到,获得积分10
3秒前
ZZ完成签到,获得积分10
4秒前
任性行天完成签到,获得积分10
4秒前
飘逸的尔安完成签到,获得积分10
4秒前
自觉士萧完成签到,获得积分10
4秒前
科研通AI2S应助emo小熊采纳,获得10
4秒前
4秒前
星辰大海应助lsclsclsc采纳,获得20
5秒前
WNL完成签到,获得积分10
6秒前
zpeng完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
念念发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
Stone完成签到,获得积分10
7秒前
刘凯完成签到,获得积分10
7秒前
zhang完成签到,获得积分10
8秒前
王可乐完成签到 ,获得积分10
8秒前
Diss发布了新的文献求助10
8秒前
xiaozhou完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
亮仔完成签到,获得积分10
9秒前
神勇冬莲完成签到,获得积分10
9秒前
WWW完成签到,获得积分10
9秒前
xiaoyu完成签到,获得积分10
10秒前
zz发布了新的文献求助10
10秒前
科研通AI6.2应助LL采纳,获得10
11秒前
DarrenVan完成签到,获得积分10
11秒前
mxczsl完成签到,获得积分10
11秒前
Xiaonian完成签到,获得积分10
11秒前
一叶知秋完成签到,获得积分10
12秒前
高分求助中
Malcolm Fraser : a biography 680
Signals, Systems, and Signal Processing 610
天津市智库成果选编 600
Climate change and sports: Statistics report on climate change and sports 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
Organic Reactions Volume 118 400
A Foreign Missionary on the Long March: The Unpublished Memoirs of Arnolis Hayman of the China Inland Mission 400
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 6459492
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8268526
关于积分的说明 17622801
捐赠科研通 5528809
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2905931
邀请新用户注册赠送积分活动 1882676
关于科研通互助平台的介绍 1727899