Abstract
Представлены результаты компьютерного моделирования из первых принципов электронной структуры объемного гематита α-Fe2O3 при нормальных условиях. Расчеты проводились методом линеаризованных присоединенных плоских волн (ЛППВ) в рамках теории функционала плотности (density functional theory, DFT) и с помощью DFT, модифицированной постоянной Хаббарда U. Были получены спектры полной и локальных парциальных плотностей электронных состояний, зонные структуры. Путем сопоставления рассчитанных и известных экспериментальных данных найден метод адекватного описания электронной структуры α-Fe2O3.
 
 Расчеты были проведены на вычислительных мощностях Центра Обработки Данных (ЦОД) Воронежского государственного университета
Highlights
Гематит, как материал с широкой запрещенной зоной, является одним из важнейших оксидов переходных металлов, привлекающим внимание исследователей в связи с его перспективным использованием в каталитических процессах [1,2,3], в качестве абсорбента [4] и чувствительного материала для газовых сенсоров [5, 6]
We found that with increasing parameter U the size of the band gap and the local magnetic moments of Fe increase
An important result of this study is the fundamental change in the semiconducting gap from a d-d exchange gap to an O 2p–Fe 3d charge-transfer gap, together with change of the highest occupied valence states from strongly hybridized O 2p –Fe 3d to almost pure O 2p character
Summary
Как материал с широкой запрещенной зоной, является одним из важнейших оксидов переходных металлов, привлекающим внимание исследователей в связи с его перспективным использованием в каталитических процессах [1,2,3], в качестве абсорбента [4] и чувствительного материала для газовых сенсоров [5, 6]. Что гематит является относительно доступным и легко легируемым материалом, его компьютерное моделирование в рамках стандартной теории функционала плотности – например, с использованием аппроксимации локальной плотности (LDA, local density approximation) или обобщенной градиентной аппроксимации (GGA, generalized gradient approximation) затруднено. 1) содержит десять атомов (что значительно больше всего двух атомов в ячейках монооксидов переходных металлов со структурой типа NaCl), значительные вычислительные затраты необходимы для получения адекватных результатов моделирования кристаллической и электронной структур α-Fe2O3, а также его магнитных свойств. Поэтому дальнейшие исследования электронного строения α-Fe2O3 являются актуальными, и дополнительный стимул придается широкими возможностями практического применения данного материала, в том числе его наноформ
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Free) 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call
