Delocalized polaron and Burstein-Moss shift induced by Li in α−V2O5 : A DFT+DMFT

极化子 物理 凝聚态物理 离域电子 带隙 电荷(物理) 强相关材料 电子 量子力学
作者
Huu T.,Alex Taekyung Lee,Hyowon Park,Anh T. Ngo
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:108 (20) 被引量:1
标识
DOI:10.1103/physrevb.108.205122
摘要

We performed density functional theory (DFT)$+U$ and dynamical mean field theory (DMFT) calculations with a continuous-time quantum Monte Carlo impurity solver to investigate the electronic properties of ${\mathrm{V}}_{2}{\mathrm{O}}_{5}$ and ${\mathrm{Li}}_{x}{\mathrm{V}}_{2}{\mathrm{O}}_{5}\phantom{\rule{4pt}{0ex}}(x=0.125$ and 0.25). Pristine ${\mathrm{V}}_{2}{\mathrm{O}}_{5}$ is a charge-transfer insulator with strong O $p--\mathrm{V}\phantom{\rule{4pt}{0ex}}d$ hybridization, and it exhibits a large band gap $({E}_{\text{gap}})$ as well as a nonzero conduction-band (CB) gap. We show that the band gap, the number of $d$ electrons of vanadium, ${N}_{d}$, and the CB gap for ${\mathrm{V}}_{2}{\mathrm{O}}_{5}$ obtained from our DMFT calculations are in excellent agreement with the experimental values. While the $\mathrm{DFT}+U$ approach replicates the experimental band gap, it overestimates the value of ${N}_{d}$ and underestimates the CB gap. In the presence of low Li doping, the electronic properties of ${\mathrm{V}}_{2}{\mathrm{O}}_{5}$ are mainly driven by a polaronic mechanism, and electron spin resonance and electron nuclear double resonance spectroscopies observed the coexistence of free and bound polarons. Notably, our DMFT results identify both polaron types, with the bound polaron being energetically preferred, while the $\mathrm{DFT}+U$ method only predicts the free polaron. Our DMFT analysis also reveals that increased Li doping leads to electron filling in the conduction band, shifting the Fermi level. This result is consistent with the observed Burstein-Moss shift upon enhanced Li doping, and we thus demonstrate that the $\mathrm{DFT}+\mathrm{DMFT}$ approach can be used for an accurate and realistic description of strongly correlated materials.

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
加减乘除完成签到 ,获得积分10
9秒前
ira完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
欣欣完成签到 ,获得积分10
14秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
14秒前
111完成签到 ,获得积分10
17秒前
freebird完成签到,获得积分10
21秒前
甜甜信封完成签到,获得积分10
22秒前
杨扬完成签到,获得积分10
23秒前
一周发布了新的文献求助10
24秒前
luobote完成签到 ,获得积分10
25秒前
aaa123完成签到,获得积分20
27秒前
Sept6完成签到 ,获得积分10
27秒前
lilylwy完成签到 ,获得积分0
27秒前
stiger完成签到,获得积分0
29秒前
yutingemail完成签到 ,获得积分10
33秒前
小文殊完成签到 ,获得积分10
35秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
37秒前
雪山飞龙发布了新的文献求助10
39秒前
闲来逛逛007完成签到 ,获得积分10
40秒前
栗子完成签到 ,获得积分10
45秒前
淡然完成签到 ,获得积分10
45秒前
小谭完成签到 ,获得积分10
46秒前
又又完成签到,获得积分0
51秒前
吃的饱饱呀完成签到 ,获得积分10
53秒前
pengyh8完成签到 ,获得积分10
54秒前
笨笨忘幽完成签到,获得积分0
59秒前
平凡世界完成签到 ,获得积分10
59秒前
平常以云完成签到 ,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
雪山飞龙发布了新的文献求助10
1分钟前
种下梧桐树完成签到 ,获得积分10
1分钟前
CLTTT完成签到,获得积分0
1分钟前
啊哒吸哇完成签到,获得积分10
1分钟前
蓝意完成签到,获得积分0
1分钟前
丢星完成签到 ,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
冷冷完成签到 ,获得积分10
1分钟前
随便起个名完成签到,获得积分10
1分钟前
112完成签到,获得积分10
1分钟前
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
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
《药学类医疗服务价格项目立项指南(征求意见稿)》 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
Chemistry and Biochemistry: Research Progress Vol. 7 430
Bone Marrow Immunohistochemistry 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5628662
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4718076
关于积分的说明 14964721
捐赠科研通 4786551
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2555884
邀请新用户注册赠送积分活动 1517038
关于科研通互助平台的介绍 1477738