A DFT+U study of the segregation of Pt to the CeO$_{2-x}$ $\Sigma3[1\bar10]/(111)$ grain boundary
晶界可以作为溶质原子和缺陷的陷阱，偏析体和晶界之间的相互作用对于理解纳米晶材料的性质至关重要。在这项研究中，我们系统地研究了Pt的倾向，以及Pt和氧空位之间的相互作用，在氧化铈（CeO 2）的σ 3/（111）GB。Pt原子向σ 3/（111）GB的偏聚倾向强于向（111）和（110）独立面的偏聚倾向，但弱于向（100）独立面的偏聚倾向。机械贡献（晶格畸变）在Pt偏析的强烈趋势中起主导作用。在Pt偏析的GB（Pt@GB）中，氧空位倾向于在GB区域中的Pt附近自发形成。然而，在原始GB（没有Pt和没有空位），氧空位形成仅在O-穷人的条件下。因此，Pt偏析到GB促进氧空位的形成，并且它们的强相互作用增强界面结合力。我们建议，GBs制造接近纳米晶氧化铈的表面可以捕获Pt从散装或其他类型的表面，导致在氧化还原反应下，特别是在O-贫条件下的表面上的Pt的积累的抑制。
2017-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Aliovalent Doping of CeO$_2$: DFT-study of Oxidation State and Vacancy Effects
在\emph{ab-initio}密度泛函理论框架下，研究了CeO掺杂对$_2$性质的影响.本文给出了掺杂浓度在$0.00 \leq x \leq 0.25$范围内的萤石型CePDMATHABMO M $_{x}$ O $_{2-y}$（含M $ = $ Mg、V、Co、Cu、Zn、Nb、Ba、La、Sm、Gd、Yb和Bi）的晶格参数、掺杂原子半径、体模量和热膨胀系数。比较和讨论了掺杂剂的稳定性，并研究了氧空位的影响。结果表明，氧空位的存在使材料的晶格常数增大，体弹性模量显著降低。缺陷形成能与计算的晶体半径和共价半径的掺杂剂，但没有简单的趋势。先前观察到的热膨胀系数和体积模量之间的反比关系示出持续独立的电荷补偿空位的列入。
2013-11-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con physics.comp-ph
Local electronic structure and dynamics of hydrogen in $\text{CeO}_2$
High Energy Accelerator Research Organization (KEK-IMSS)（高能加速器研究机构）；The Graduate University for Advanced Studies (Sokendai)（高级研究院）；Japan Atomic Energy Agency（日本原子能研究开发机构）
利用μSR和DFT计算研究高质量单晶CeO₂中氢同位素μ子的局域电子态，发现极化子态（Mu与氧配位并局域4f电子）及各向异性，揭示高温下4f电子和μ子的快速扩散。
2026-06-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tetravalent doping of CeO$_2$: The impact of valence electron character on group IV dopant influence
在密度泛函理论和密度泛函理论+U框架下研究了四族元素掺杂的萤石CeO $_2$.用$0\leq x \leq 0.25$计算了Ce $_{1-x}$ Z $_x$ O $_2$（Z= C，Si，Ge，Sn，Pb，Ti，Zr，Hf）的形成能随浓度的变化，并观察到随离子半径的变化而大致减小的趋势.价和近价电子配置的影响进行了讨论，表明填充$d$和$f$壳层附近的费米能级的所有性能的调查的重要性。IVa族和IVb族掺杂剂的行为明显不同：前者更适合表面改性，后者更适合体相改性。\indent对于整个IV族掺杂剂组，在由于掺杂引起的体积模量的变化和热膨胀系数之间存在反比关系。Hirshfeld-I原子电荷表明，掺杂引起的电荷转移效应仅限于最近邻的氧原子。
2013-11-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con physics.comp-ph
Density of States Calculation of CeO$_2$ Based on VASP
本研究基于VASP软件，采用密度泛函理论（DFT）方法对CeO₂的态密度（DOS）进行了详细分析，深入研究了其晶体结构和电子能级分布，为CeO₂在催化和电子材料中的应用提供了理论支持，也为新型CeO₂基材料的设计与开发提供了指导。
2025-02-11 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
A DFT+$U$+$V$ study of pristine and oxygen-deficient HfO$_2$ with self-consistent Hubbard parameters
Zhejiang University（浙江大学）；Westlake University（西湖大学）；Korea Institute for Advanced Study（韩国高等研究院）；Westlake Institute for Advanced Study（西湖高等研究院）
本研究通过DFT+$U$+$V$方法探讨HfO₂的电子结构，揭示自洽Hubbard参数对预测热力学稳定性、带隙和氧空位形成能的重要性。
2025-02-17 cond-mat.mtrl-sci
A Dipole Polarizable Potential for Reduced and Doped CeO$_2$ from First-Principles
在本文中，我们提出了一个新的化学计量，还原和掺杂CeO $_2$的电子势的参数化。我们使用偶极极化势（DIPPIM），并通过拟合它们来优化其参数，以进行一系列DFT计算。通过计算CeO $_2$的一系列基本性质并将其与实验值进行比较来测试所得到的电势。所有计算的性质（热膨胀系数和化学膨胀系数，晶格参数，氧迁移能，局部晶体结构和弹性常数）的协议是在10-15%的实验之一，从头计算的准确性。这一结果表明，使用这种新的潜力，可靠地预测原子尺度性能的CeO $_2$的问题，从头计算是不可行的，由于其尺寸的限制。
2011-05-20 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Quantum Calculations of Hydrogen Absorption and Diffusivity in Bulk $\mathrm{CeO_2}$
本研究通过多种DFT方法计算体相CeO2中氢的吸收与扩散，确定了晶格常数、带隙、吸收能、O-H振动频率及低扩散能垒，为Ce-O-H相互作用和扩散动力学提供了基准，助力未来粗粒化模型与实验指导。
2024-11-10 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Role of Oxygen during Methane Oxidation on Pd$_1$/PdO$_1$@CeO$_2$ Surface: A Combined Density Functional Theory, Microkinetic, and Machine Learning Approach
本文结合DFT、微观动力学建模和SISSO机器学习方法，系统研究了氧气在Pd$_1$/PdO$_1$@CeO$_2$(111)表面甲烷氧化中的作用机制，揭示了晶格氧和吸附氧对反应活性的促进效应，并为高效Pd/CeO$_2$催化剂设计提供了理论指导。
2025-09-22 cond-mat.mtrl-sci
Oxygen Deficient α-MoO3 with Promoted Adsorption and State-Quenching of H2O for Gas Sensor: A DFT Study
具有可还原阳离子的半导体氧化物是纳米电子学和催化剂中各种功能应用的理想平台。在这里，我们报告了一个可调的电子性能和不同的气体吸附行为后，引入氧空位（VO）的单层α-MoO 3。α-MoO 3的独特性质是它含有三种不同类型的氧原子，占据了其他低维氧化物中不存在的三个Wyckoff位点，并提供了丰富的电子杂化态。VO的存在触发了导带最小值以下约0.59 eV处的间隙中的中间态，并显著降低了功函数，以及近红外处的新激发。与VO的悬挂态相关的重新排列的费米能级减少了邻近的Mo原子，并影响其后的气体吸附。VO以上的H_2O分子的结合能是理想晶格位的2.5倍，最高可达-0.75eV，电子转移趋势也相反。后者是与浅局域态的带隙，由于H2O吸附以上完美的MoO 3，成为淬灭后，吸附在VO网站。由于α-MoO_3中存在丰富的缺陷态，拓宽了光吸收，促进了水的吸收，有利于α-MoO_3在光电子学、光热疗法、湿度传感器等方面的应用。
2022-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Magnetism, spin texture and in-gap states: Atomic specialization at the surface of oxygen-deficient SrTiO$_3$
基于最近对SrTiO $_3$（001）面附近存在氧空位的二维电子态的自旋和角度分辨光电能谱（SARPES）测量，我们利用从头算密度泛函理论（DFT）方法研究了它们的自旋结构.相对论性DFT计算显示了Rashba式自旋缠绕，分裂为几个meV，当包含Ti离子的表面磁性时，带在$Γ$点变为自旋分裂，能量差约为100 meV，与SARPES结果一致。虽然磁性倾向于抑制相对论Rashba相互作用的影响，但它的签名仍然在复杂的自旋纹理方面清晰可见。此外，我们还观察到一种原子特化现象，即两种类型的电子贡献：一种是来自邻近氧空位的Ti原子，它们获得了相当大的磁矩，主要产生隙内态;另一部分来自离氧空位较远的Ti原子的部分极化t $_{2g}$巡游电子，它们形成了二维电子系统，并负责Rashba自旋缠绕和费米面处的自旋分裂。
2016-04-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Carbon dioxide adsorption and activation on Ceria (110): A density functional theory study
二氧化铈（CeO 2）是一种很有前途的催化剂，用于将二氧化碳（CO2）还原为液体燃料和商品化学品，部分原因是其高储氧能力，但在CeO 2表面上CO2吸附和初始活化的基本原理仍然很大程度上未知。我们使用密度泛函理论，现场库仑相互作用（DFT+U）校正，探索化学计量和还原CeO 2（110）的各种吸附位点和配置的CO2。我们的模型还原CeO 2（110）包含在最高原子层的氧空位，并在引入这些空位后进行表面重建。我们发现CO2在还原CeO 2（110）上的吸附比在化学计量CeO 2（110）上的相应吸附更有利。最稳定的吸附构型由平行于还原的CeO 2（110）表面吸附的CO2组成，分子位于氧空位附近。在吸附时也观察到CO2分子的结构变化，因此得到的O-C-O角为136.9度，C-O键的长度分别为1.198埃和1.311埃。该分子弯曲出平面，形成单齿碳酸盐，而不是由其他研究人员发现的CO吸附到化学计量的CeO 2的双齿碳酸盐。我们推断，电荷转移从还原的表面Ce 3+离子的吸附质，形成碳酸根阴离子的活化和还原过程中的第一步和裂解的C-O键。
2012-07-21 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Hyperfine Structure and Exchange Coupling of Vacancy-Induced Ce$^{3+}$ Spin Centers in Nuclear-Spin-Dilute CeO$_2$
SRM Institute of Science and Technology（SRM科学与技术学院）
研究核自旋稀释CeO₂中由空位诱导的Ce³⁺自旋中心，采用第一性原理计算等方法，考虑四种空位构型，确定其超精细结构和交换耦合，为评估自旋相干性质提供第一性原理磁参数，确立其为核自旋稀释宿主。
2026-07-15 cond-mat.mtrl-sci
The origin of the ferroelectric-like orthorhombic phase in oxygen-deficient HfO2-y nanoparticles
本文通过XRD、EPR和DFT计算揭示了氧缺陷及钇掺杂HfO2-y纳米颗粒中类铁电正交相的形成机制，并提出了修正的有效LGD模型，为硅兼容铁电纳米材料设计提供理论工具。
2024-12-06 cond-mat.mtrl-sci
Oxygen vacancies in vanadium dioxide: A DFT$+V$ study
本文利用DFT+V方法研究氧空位对VO₂金属-绝缘体转变的影响，发现氧空位虽未破坏M1相二聚化，但通过类刚带掺杂使导带部分填充，导致M1相变为金属性。
2025-11-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Combined DFT, SCAPS-1D, and wxAMPS frameworks for design optimization of efficient Cs2BiAgI6-based perovskite solar cells with different charge transport layers
在这项研究中，结合DFT，SCAPS-1D，和wxAMPS框架被用来研究Cs2 BiAgI 6双钙钛矿太阳能电池的优化设计。采用第一性原理计算研究了Cs2 BiAgI 6吸收材料的结构稳定性、光学响应和组成元素的电子贡献，并利用SCAPS-1D和wxAMPS模拟器对不同结构的Cs2 BiAgI 6太阳能电池进行了详细的研究.这里，PCBM、ZnO、TiO 2、C60、IGZO、SnO 2、WS 2和CeO 2用作ETL，Cu 2 O、CuSCN、CuSbS 2、NiO、P3 HT、PEDOT：PSS、Spiro-MeO 2、CuI、CuO、V2 O 5、CBTS、CFTS用作HTL，Au用作背接触。研究了大约96种Cs2 BiAgI 6基太阳能电池结构的组合，其中8组太阳能电池结构被确定为最有效的结构。此外，还研究了不同层厚、串联和并联电阻、温度、电容、Mott-Schottky和产生-复合率、J-V（电流-电压密度）和QE（量子效率）特性等因素对器件性能的影响。结果表明，CBTS是Cs2 BiAgI 6的最佳HTL，在本工作中使用的所有八种ETL中，导致功率转换效率（PCE）分别为19.99%、21.55%、21.59%、17.47%、20.42%、21.52%、14.44%、21.43%，与PCBM、TiO 2、ZnO、C60、IGZO、SnO 2、CeO 2、WS 2。该策略…
2022-12-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Flexible and Efficient Semi-Empirical DFTB Parameters for Electronic Structure Prediction of 3D, 2D Iodide Perovskites and Heterostructures
本文定制了DFTB参数，以低成本准确预测三维和二维碘化铅钙钛矿的带隙、有效质量及异质结构能带排列，适用于大规模系统研究。
2025-01-19 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio thermodynamics of intrinsic oxygen vacancies in ceria
非化学计量的氧化铈（CeO $_{2-δ}$）是促进两步水裂解循环并产生氢气的候选反应介质。通过掺杂改善其热力学适用性需要了解其空位热力学。采用密度泛函理论和基于团簇展开的蒙特卡罗模拟，研究了氧化铈中本征氧空位的高温热力学性质。采用密度泛函理论（DFT）+ $U$方法计算了CeO 2中各种空位构型的基态能量，并将其拟合成团簇展开哈密顿量，有效地模拟了空位构型对能量的依赖性.晶格振动的影响被纳入通过一个依赖于温度的集群膨胀。使用团簇展开哈密顿量的晶格蒙特卡罗模拟能够检测到氧化铈相图中的可伸缩性间隙。振动和电子熵效应的列入与实验定量的协议。通过计算作为非化学计量的函数的理想溶液模型的偏差被量化，a）来自蒙特卡罗模拟的固态熵和b）各种对簇的Warren-Cowley短程序参量。
2012-10-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Self-consistent DFT+$U$+$V$ study of oxygen vacancies in SrTiO$_3$
SrTiO $_3$（STO）中氧空位的矛盾理论结果通常与STO的特殊性质有关，STO是具有混合离子-共价键的$d^0$过渡金属氧化物。在这里，我们申请，第一次，密度泛函理论（DFT）内的扩展哈伯德DFT+ $U$ + $V$的方法，包括现场以及网站间的电子相互作用，研究缺氧STO与哈伯德$U$和$V$参数计算自洽通过密度泛函微扰理论。我们的研究结果表明，扩展的哈伯德功能是一个很有前途的方法来研究缺陷的电子性质类似的STO材料。实际上，与标准DFT或DFT+ $U$相比，DFT+ $U$ + $V$提供了化学计量STO的更好描述，带隙和晶场分裂与实验良好一致。反过来，也改善了STO中的氧空位的电子性质的描述，形成能与实验以及最常用的混合泛函得到的结果非常一致，但在一小部分的计算成本。虽然我们的研究结果没有完全解决文献中报道的矛盾结果，但我们的系统方法导致对其起源有了更深入的了解，这些起源源于不同的细胞大小，STO相，交换相关功能以及结构弛豫和自旋极化的治疗。
2020-01-24 cond-mat.mtrl-sci
X-ray absorption spectroscopic studies of oxygen-deficient double perovskite oxide NdBaCo$_2$O$_{5+δ}$ ($δ\sim 0.65$)
Indian Institute of Technology Mandi（印度技术学院曼迪分校）；National Synchrotron Light Source-II, Brookhaven National Laboratory（美国国家同步光源二号，布鲁克海文国家实验室）
本研究利用XANES光谱与DFT+U计算，研究氧缺陷双钙钛矿氧化物NdBaCo₂O₅₊δ的氧空位分布，发现其δ≈0.75且氧空位可出现在基体位，解释了相关磁相与导电机理，为优化氧传感性能提供依据。
2026-10-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Local polarization in oxygen-deficient LaMnO$_3$ induced by charge localization in the Jahn-Teller distorted structure
已知过渡金属钙钛矿氧化物的功能性质是由磁性、极化、应变和化学计量的复杂相互作用产生的。在这里，我们表明，与合作的Jahn-Teller失真的材料，如LaMnO $_3$（LMO），轨道顺序也可以耦合到缺陷化学和诱导新的材料性能。在低温下，LMO表现出强烈的Jahn-Teller畸变，分裂高自旋Mn $^{3+}$离子的$e_g$轨道，并导致交替的长、短和中间Mn-O键。我们的DFT+ $U$计算表明，作为这种轨道顺序的结果，在LMO的氧空位形成时的电荷本地化不同于其他锰氧化物，如SrMnO $_3$，其中两个额外的电子减少两个Mn的网站相邻的空缺。在LMO中，缺陷周围的弛豫取决于哪种类型的Mn-O键被破坏，影响$d$ -轨道能量并导致相对于空位的不对称和极性过剩电子定位。此外，我们表明，锰-O键长，轨道顺序，从而电荷本地化和极性是可调的通过应变。
2020-02-23 cond-mat.mtrl-sci
Oxygen-vacancy driven electron localization and itinerancy in rutile-based TiO$_2$
采用电荷自洽的密度泛函理论（DFT）和动力学平均场理论（DMFT）相结合的方法，研究了金红石结构的缺氧TiO $_2$和Ti $_3$ O $_5$ Magn{é}Li相.它表明，一个孤立的氧空位（V $_{\rm O}$）在钛白是不足以在低温下金属化的系统。在半导体相，在$\varepsilon_{\rm IG}^{\hfill}\sim -0.75\,$ eV\，在良好的协议与实验数据的间隙状态被确定。带状杂质水平，从一个三倍的V $_{\rm O}$ -Ti的协调以及纠缠$(t_{2g},e_g)$状态，成为本地化由于网站相关的电子。在V $_{\rm O}$ -近钛离子中发生电荷局域化和强轨道极化，其细节可以通过相关子空间的变化来修改。在较高的氧空位浓度下，相关金属稳定在Magn{é}Li相中。具有相同化学计量比的V $_{\rm O}$缺陷金红石结构显示出轨道分辨特征和光谱性质的关键差异。在氧不足的化合物中，电荷有序化是至关重要的，但没有发现明显的由电荷有序驱动或维持的金属-绝缘体转变。
2017-05-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic structure depiction of magnetic origin in BaTiO$_{3-δ}$ thin film: A combined experimental and first-principles based investigation
为了揭示铁电钙钛矿氧化物系统中自然空位诱导磁化的起源，本文研究了缺氧外延BaTiO $_{3-δ}$薄膜中电子结构的改变对磁有序化的影响。我们的适应方法采用最先进的实验方法，即光发射，光吸收光谱，磁力测量适当结合第一原理为基础的理论方法的密度泛函理论（DFT和DFT+ \textit{U}）计算的框架内。观察到氧空位（O $ _{V} $）导致Ti 3 \textit{d}（t $_{2g}$）的部分布居，在费米能级附近的电子结构中引入缺陷态，使带隙减小.与化学计量BaTiO $ _{3}$的带隙绝缘性质相反，缺氧BaTiO $_{2.75} $膜显示Mott-Hubbard绝缘体特性。所观察到的磁有序是由于自旋极化电荷密度在O $ _{V} $站点附近的不对称分布，这导致在第一和第二最近的相邻Ti站点，分别不相等的磁矩值。据此，我们提出了一种操纵BaTiO $_{3-δ}$系统的带隙和在位电子相关能及其对磁性能影响的方法，为设计新型单相多铁性系统开辟了一条途径.
2019-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Effect of various electron and hole transport layers on the performance of CsPbI3-based perovskite solar cells: A numerical investigation in DFT, SCAPS-1D, and wxAMPS frameworks
CsPbI 3作为钙钛矿太阳能电池（PSC）的潜在吸收剂最近受到了极大的关注。然而，基于CsPbI 3的PSC尚未实现混合PSC的高性能。在这项工作中，我们进行了密度泛函理论（DFT）的研究，使用剑桥系列总能量包（CASTEP）代码的立方CsPbI 3吸收体，比较和评估其结构，电子和光学性能。使用CASTEP的GGA-PBE方法计算的电子带隙（Eg）对于该CsPbI 3吸收体为1.483eV。此外，计算的态密度（DOS）表现出的主要贡献，从Pb-5d轨道，和大部分的电荷也积累了铅原子的电子电荷密度图。费米面计算显示出多带特性，并计算了CsPbI 3的光学性质，研究了CsPbI 3的光学响应。此外，我们使用IGZO、SnO 2、WS 2、CeO 2、PCBM、TiO 2、ZnO和C60作为电子输运层（ETL），使用Cu 2 O、CuSCN、CuSbS 2、Spiro-MeO 3、V2 O 5、CBTS、CFTS、P3 HT、PEDOT：PSS、NiO、CuO和CuI作为空穴传输层（HTL），以使用SCAPS-1D太阳能电池模拟软件来识别最佳HTL/CsPbI 3/ETL组合。在96种器件结构中，ITO/TiO 2/CsPbI 3/CBTS/Au是优化效果最好的器件结构，其效率为17.9%.吸收体和ETL厚度，串联电阻，分流电阻，和工作温度的影响也进行了评估，以及其相应的生成率，复合率…
2022-11-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Superconductivity in Te-deficient ZrTe$_2$
本文研究了Te缺陷ZrTe$_{1.8}$单晶的超导电性，发现其在3.2 K以下超导，并通过双能隙模型和DFT计算揭示Te缺陷在费米能级诱导态密度峰，从而促进超导态稳定。
2023-04-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
A Facile Strategy for the Growth of High-Quality Tungsten Disulfide Crystals Mediated by Oxygen-Deficient Oxide Precursors
化学气相沉积（CVD）已被确立为用于大规模合成过渡金属二硫属化物（例如二硫化钨（WS 2））的通用路线。然而，前体组合物对CVD工艺的效率的作用在很大程度上仍然是未知的，有待探索。在这里，我们采用脉冲激光沉积（PLD）在两个阶段的过程中，调整氧化钨（WO 3-x）前体中的氧含量，并证明了氧空位的存在下，在前体膜导致更容易转换从WO 3-x到WS 2。使用基于从头计算密度泛函理论（DFT）计算和实验的联合研究，我们解开，在WO 3-x的氧空位可以作为壁龛，通过硫原子进入晶格，并可能促进WS 2晶体的有效生长。通过单独调节前驱体的化学计量比，WS 2的光致发光发射可以大大增强，而WS 2域的尺寸显著增加。原子分辨率扫描透射电子显微镜（STEM）显示，钨空位是占主导地位的本征缺陷的单层和双层WS 2。此外，我们的数据表明，双层WS 2中的晶界出现在AA'和AB-取向的晶体合并后，而湍流静莫尔图案起源于底部和底层之间形成明显的晶界。原子分辨率的图像显示局部应变积累双层WS 2由于复杂的晶界的竞争效应。我们的研究提供了一种手段来调整前体组合物，以控制横向生长的TMD，同时揭示了不同的途径形成的双层WS 2的晶界的见解。
2022-02-23 cond-mat.mtrl-sci
Site occupancy, composition and magnetic structure dependencies of martensitic transformation in Mn$_{2}$Ni$_{1+x}$Sn$_{1-x}$
一个微妙的平衡之间的各种因素，如占位，组合物和磁有序似乎影响马氏体相的稳定性在锰$_{2}$镍$_{1+x}$锡$_{1-x}$。使用第一性原理DFT计算，我们探讨了这些因素中的每一个对该系统的马氏体稳定性的影响。我们的结果的总能量，磁矩和电子结构的变化时的组成，磁配置和位置占位符表明，占位符在4d网站的逆Heusler晶体结构中起着最关键的作用。Mn在4d位的存在及其与其它位Mn原子的相互作用决定了马氏体相的稳定性。这解释了实验和早期DFT计算关于Mn $_{2}$ NiSn中的相稳定性之间的差异。我们的研究结果定性地解释了实验观察到的趋势方面的马氏体相稳定性性和磁化在Ni过量，Sn缺乏Mn $_{2}$ NiSn系统。
2017-10-25 cond-mat.mtrl-sci
First-principles based Monte Carlo modeling of oxygen deficient Fe-substituted SrTiO$_3$ experimental magnetization
本研究通过杂化DFT和蒙特卡洛模拟，建立了氧缺陷Fe取代SrTiO3的磁化模型，再现实验特征，揭示缺陷与磁性关系，为多铁性材料设计提供指导。
2023-02-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Compositional and Oxygen-Vacancy Effects on Phase Stability and Electronic Properties in Ceria-Based Lanthanide High-Entropy Oxides
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Virginia Polytechnic Institute and State University（弗吉尼亚理工大学）
本研究通过DFT计算揭示了稀土高熵氧化物中组分和氧空位对相稳定性和电子性质的影响，为设计耐空位氧化物电解质提供了理论依据。
2025-12-28 cond-mat.mtrl-sci
Influence of strain and point defects on the electronic structure and related properties of (111)NiO epitaxial films
本研究通过PLD在不同温度下生长(111)NiO薄膜，发现应变导致带隙线性变化，并识别出不同生长条件下的主导点缺陷类型，解释了p型导电性的来源。
2024-04-19 cond-mat.mtrl-sci
A study of Ti${}_n$O${}_{2n-1}$ Magnéli phases using Density Functional Theory
金红石型TiO ${}_2$结构中的缺陷已被广泛研究，但缺氧型Ti ${}_n$ O ${}_{2n-1}$相的本征缺陷尚未得到同等程度的考虑。这些结构被称为Magnéli相，其特征在于存在有序的氧空位平面，也被称为剪切平面，并且已经表明它们在基于TiO的忆阻器器件内部形成导电通道。忆阻器是电子工业中新一代存储器件的优秀候选者。在本文中，我们提出了基于DFT的电子结构计算的Ti ${}_n$ O ${}_{2n-1}$ Magnéli结构使用PBESol+U（$0 \leq U \leq 5$ eV）和HSE泛函，显示存在于这些结构中的本征缺陷是负责的带隙内的状态的出现，它可以作为本征掺杂剂的TiO ${}_2$忆阻器件的增强的导电性。
2014-06-14 cond-mat.mtrl-sci
Electronic correlations and spin-charge-density stripes in double-layer La$_3$Ni$_2$O$_7$
M. N. Mikheev Institute of Metal Physics, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院 M.N. 米凯耶夫金属物理研究所）；Ural Federal University（乌拉尔联邦大学）；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）
研究双层La$_3$Ni$_2$O$_7$中电子相互作用对自旋-电荷密度条纹和超导性的影响。
2024-10-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The Impact of Nitrogen Doping on Structural and Electronic Properties of Titanium Sesquioxide, Ti 2 O 3 : An ab-initio Study
钛基氧化物是一种丰富、化学稳定、无毒且用途广泛的材料，其应用范围从光催化到催化。对于钛白（TiO 2）的金红石和金红石相，带隙范围为3.0-3.2 eV，其太大而不能在可见光范围（400 nm - 700 nm）内吸收，导致光催化效率差。氮掺杂到二氧化钛已经能够缩小其带隙，形成在可见光区的吸收尾巴。然而，TiO 2具有其可以被掺杂的限制，这表明对缺氧Ti 2 O3的研究。利用量子化学软件包中最先进的密度泛函理论（DFT），我们报道了刚玉型Ti 2N 20（一个例子TinN 2 O2 n-3化合物，n=2）的结构和电子性质。氮氧化物（Ti 2N 2 O-P1）的最稳定的样品具有2.2eV的带隙，其明显地接近电磁波谱的可见光部分的中间，并且不具有带隙状态，这表明与TiO 2、TiO 2：N和TiO 3相比，它们是用于光催化应用的更有效的可见光驱动材料。
2022-01-01 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Ultralarge polarization in ferroelectric hafnia-based thin films
本研究报道了缺氧 Hf0.5Zr0.5O2 薄膜具有超大剩余极化（387 μC cm-2），归因于新发现的铁电单斜 Pc 相与正交相共存，为集成铁电器件等应用提供前景。
2024-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Oxygen deficiency and migration mediated electric polarization in Fe,Co-substituted SrTiO$_{3-δ}$
我们用密度泛函理论（DFT）计算表明，氧空位（$v_\mathrm{O}$）和迁移率在含$δ= \{0.125, 0.25\}$的SrTi $_{1-x-y}$ Fe $_{x}$ Co $_{y}$ O $_{3-δ}$（$x=y=0.125$）中引起非中心对称的极性结构，提高饱和磁化强度，并引起电极化的强度$\vertΔP\vert$的大的变化.基于（Co/Fe）- $v_\mathrm{O}$缺陷、磁性阳离子配位和拓扑空位无序之间的相互作用，提出了一套直观的SrTiFeCoO $_{3-δ}$（STFC）规则. STFC结构传递层状晶体，其具有线性组织的O $_{4,5,6}$ -配位的Fe-Co对的片，夹有O $_{5}$ -配位的Ti的层。Co，Fe-$v_\mathrm{O}$缺陷是晶体畸变、阳离子偏心和氧八面体弯曲的根源，这增加了由$v_\mathrm{O}$介导的电荷重新分布，阳离子电负性和价态触发有效的电极化的强度。由于$δ=0.125$结构之间的量子极化差异，$δ=0.125$的氧迁移为我们提供了$\vertΔ\mathbf{P}\vert$ $>\sim10 μ$ C/cm $^2$。增加$δ=0.25$的不足产生$\vertΔ\mathbf{P}\vert$，其在最差情况下$δ=0.25$的O-迁移分辨极化为$>\sim3 μ$ C/cm $^2$。$δ=0…
2021-12-31 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
First-principles investigation of thermodynamics and electronic transitions in vacancy-ordered rare-earth perovskite nickelates
本文利用DFT+U计算系统研究了稀土镍酸盐$R$NiO$_{2.5}$的氧空位有序构型，发现square planar构型更稳定且为绝缘体，而brownmillerite构型呈金属性，并揭示了稀土阳离子尺寸对热力学稳定性和电子结构的影响规律。
2024-12-27 cond-mat.mtrl-sci
