金属酸化物中の酸素空孔の正確なモデリングのための一般的埋め込みクラスタプロトコル【JST・京大機械翻訳】

Shi Benjamin Xu; Kapil Venkat; Zen Andrea; Chen Ji; Alavi Ali; Michaelides Angelos

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202204448735930 整理番号：22P0287245

金属酸化物中の酸素空孔の正確なモデリングのための一般的埋め込みクラスタプロトコル【JST・京大機械翻訳】

General embedded cluster protocol for accurate modeling of oxygen vacancies in metal-oxides

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発行年： 2022年02月09日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2022年03月31日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

※このプレプリント論文は学術誌に掲載済みです。なお、学術誌掲載の際には一部内容が変更されている可能性があります。

O空孔(Ov)形成エネルギー,E_Ovは金属酸化物の重要な特性であり,燃料電池や不均一触媒のような応用におけるその性能を支配する。これらの欠陥は密度汎関数理論(DFT)で日常的に研究されている。しかし,標準DFT定式化(例えば一般化勾配近似)はOvのモデリングには不十分であり,高レベルの理論を必要とする。埋込みクラスタ法はE_Ovを正確に計算するための有望な手法を提供し,すべての電子構造法へのアクセスを与える。このアプローチの中心は,適切な埋込み環境内に置かれた量子(機械的処理)クラスタの構築である。残念なことに,量子クラスタを構築するための現在のアプローチは,大きなシステムサイズを必要とし,高レベル方法の適用を防ぎ,あるいは,多数のシステムの研究を同時に防止する重要な手動入力を必要とする。本研究では,単一,二重および摂動三重励起[CCSD(T)]を有する局所結合クラスタのような正確な方法で,金属酸化物中のOvを研究するための,小さな収束量子クラスタを決定できる,系統的で一般的な量子クラスタ設計プロトコルを提示した。このプロトコルを適用して,ルチルTiO_2と岩塩MgOのバルクと表面面におけるOvを研究し,この方法でE_Ovの最初の正確で良く収束した決定を生成した。これらの参照値を用いてDFTにおける交換相関汎関数をベンチマークし,全ての研究した汎関数がE_Ovを過小評価し,Jacobの ladder子のラングに沿って平均誤差が減少することを見出した。このプロトコルは高スループット計算に対して自動化可能であり,他の点欠陥や吸着物を研究するために一般化できる。【JST・京大機械翻訳】

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, , 【Automatic Indexing@JST】

その他の触媒 , 塩基,金属酸化物 , 原子・分子のクラスタ , 分子の電子構造

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