Modeling of Ce2, Ce2O3 ,and CeO2-x in the LDA+U formalism

QC 20100622
The electronic structure and thermodynamic properties of CeO2 and Ce2O3 have been studied from first principles by the all-electron projector-augmented-wave (PAW) method, as implemented in the ab initio total-energy and molecular-dynamics program VASP (Vienna ab initio simulation package). The local density approximation (LDA)+U formalism has been used to account for the strong on-site Coulomb repulsion among the localized Ce 4f electrons. We discuss how the properties of CeO2 and Ce2O3 are affected by the choice of U as well as the choice of exchange-correlation potential, i.e., the local density approximation or the generalized gradient approximation. Further, reduction of CeO2, leading to formation of Ce2O3 and CeO2-x, and its dependence on U and exchange-correlation potential have been studied in detail. Our results show that by choosing an appropriate U it is possible to consistently describe structural, thermodynamic, and electronic properties of CeO2, Ce2O3, and CeO2-x, which enables modeling of redox processes involving ceria-based materials.

Simak, Sergey,1967-Linköpings universitet,Tekniska högskolan,Teoretisk Fysik(Swepub:liu)sersi78 (författare)
Skorodumova, Natalia V.Uppsala universitet,Fysiska institutionen,Condensed Matter Theory Group(Swepub:uu)nasko424 (författare)
Abrikosov, Igor,1965-Linköpings universitet,Tekniska högskolan,Teoretisk Fysik(Swepub:liu)igoab43 (författare)
Johansson, BörjeUppsala universitet,KTH,Tillämpad materialfysik,Fysiska institutionen,Condensed Matter Theory Group,KTH, och Uppsala universitet(Swepub:uu)borjejs (författare)
KTHMaterialvetenskap (creator_code:org_t)

Ingår i:Physical Review B Condensed Matter75, s. 035109-1-035109-60163-18291095-3795
Ingår i:Physical Review B. Condensed Matter and Materials Physics75, s. 035109-1-035109-61098-01211550-235X
Ingår i:Physical review. B, Condensed matter and materials physics75, s. 035109-1-035109-6

Av författaren/redakt...: Andersson, David ...; Simak, Sergey, 1 ...; Skorodumova, Nat ...; Abrikosov, Igor, ...; Johansson, Börje

Om ämnet

TEKNIK OCH TEKNOLOGIER: TEKNIK OCH TEKNO ...; och Annan teknik; och Övrig annan tekn ...

Artiklar i publikationen: Physical Review ...; Physical Review ...; Physical review. ...

Av lärosätet: Kungliga Tekniska Högskolan; Uppsala universitet; Linköpings universitet

Kungliga biblioteket hanterar dina personuppgifter i enlighet med EU:s dataskyddsförordning (2018), GDPR. Läs mer om hur det funkar här.
Så här hanterar KB dina uppgifter vid användning av denna tjänst.