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
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
2秒前
穆亦擎发布了新的文献求助10
3秒前
2022彧发布了新的文献求助10
3秒前
李瑾发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
风中的元菱完成签到,获得积分10
6秒前
泊頔发布了新的文献求助10
6秒前
张俊扬发布了新的文献求助10
8秒前
田様应助xh采纳,获得10
8秒前
丘比特应助Estrella采纳,获得30
11秒前
泊頔完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
卷卷发布了新的文献求助10
13秒前
pangpang完成签到,获得积分10
13秒前
16秒前
华仔应助OP采纳,获得10
17秒前
英勇的沛春完成签到 ,获得积分10
18秒前
wyx发布了新的文献求助10
19秒前
大模型应助Jal578采纳,获得10
19秒前
ccx981166完成签到,获得积分10
22秒前
xh发布了新的文献求助10
23秒前
拙青发布了新的文献求助10
24秒前
隐形曼青应助恩雁采纳,获得10
25秒前
彩色德天发布了新的文献求助10
28秒前
拙青完成签到,获得积分10
33秒前
如意数据线完成签到 ,获得积分10
35秒前
打打应助张俊扬采纳,获得10
35秒前
SYLH应助wyx采纳,获得10
35秒前
忐忑的果汁完成签到,获得积分10
38秒前
40秒前
Lucas应助蓝桉采纳,获得10
40秒前
充电宝应助温柔的白秋采纳,获得10
41秒前
41秒前
麦兜完成签到 ,获得积分10
41秒前
FashionBoy应助大兵采纳,获得10
42秒前
123完成签到,获得积分10
43秒前
搜集达人应助赵人英采纳,获得10
44秒前
44秒前
45秒前
123发布了新的文献求助10
45秒前
高分求助中
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
武汉作战 石川达三 500
Arthur Ewert: A Life for the Comintern 500
China's Relations With Japan 1945-83: The Role of Liao Chengzhi // Kurt Werner Radtke 500
Two Years in Peking 1965-1966: Book 1: Living and Teaching in Mao's China // Reginald Hunt 500
Fractional flow reserve- and intravascular ultrasound-guided strategies for intermediate coronary stenosis and low lesion complexity in patients with or without diabetes: a post hoc analysis of the randomised FLAVOUR trial 300
Effects of Receptive Music Therapy Combined with Virtual Reality on Prevalent Symptoms in Patients with Advanced Cancer 282
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3811277
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3355696
关于积分的说明 10377245
捐赠科研通 3072493
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1687627
邀请新用户注册赠送积分活动 811691
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 766762