Расчет методом теории функционала плотности электронных свойств и оптической анизотропии соединения LiV<sub>3</sub>O<sub>8</sub>

Kushwaha A. K.; Al-Otaibi J.; Booq Z. I. Y.; Barakat F.; Alshehri H.; Alsowygh G.; Laref A.; Nya F. T.; Chowdhury S.

Расчет методом теории функционала плотности электронных свойств и оптической анизотропии соединения LiV₃O₈

Kushwaha A. K., Al-Otaibi J. , Booq Z. I. Y., Barakat F. , Alshehri H. , Alsowygh G. , Laref A. , Nya F. T., Chowdhury S.

2025

Электронные и оптические свойства соединения LiV3O8 исследованы с помощью моделирования из первых принципов в рамках теории функционала плотности (DFT). Для более точного описания его полупроводниковых свойств использована поправка Хаббарда U в сочетании с обобщенным градиентным приближением (GGA). Подход GGA+U обеспечивает эффективное описание электронной структуры, обусловленной сильной локализацией 3d-электронов в переходных металлах, таких как ванадий. Результаты исследования электронной структуры показывают, что LiV3O8 проявляет полупроводниковые свойства с шириной запрещенной зоны, расположенной в видимой области спектра. Изучены оптоэлектронные свойства LiV3O8, включая спектры оптического поглощения и отражения, выявлена оптическая анизотропия в области низких энергий до 12.5 эВ. Результаты исследования оптического поглощения также продемонстрировали, что максимальное поглощение света происходит в видимой области, что указывает на потенциальные возможности применения в солнечных батареях.

Kushwaha A. K., Al-Otaibi J. , Booq Z. I. Y., Barakat F. , Alshehri H. , Alsowygh G. , Laref A. , Nya F. T., Chowdhury S. Расчет методом теории функционала плотности электронных свойств и оптической анизотропии соединения LiV₃O₈. Журнал прикладной спектроскопии. 2025;92(6):820.

Цитирование

Список литературы

1. K. Nassau, D. Murphy, J. Non-Crystal. Solids, 44, 297 (1981).

2. G. Pistoia, L. Li, G. Wang, Electrochim. Acta, 37, 63 (1992).

3. P. Novak, W. Scheifele, O. Hass, J. Power Source, 54, 497 (1995).

4. N. Kumagai, A. Yu, K. West, J. Appl. Electrochem., 27, 953 (1997).

5. J. Kawakita, T. Miura, T. Kishi, Solid State Ionics, 124, 21 (1999).

6. R. Tossici, R. Murassi, M. Berrettoni, S. Stizza, G. Pistoia, Solid State Ionics, 57, 227 (1992).

7. G. Pistoia, M. Pasquali, G. Wang, L. Li, J. Electrochem. Soc. (USA), 137, 2365 (1990), doi: 10.1149/1.2086945.

8. L. Zhu, Z. Wang, L. Wang, L. Xie, J. Li, X. Cao, Chem. Eng. J., 364, 503–513 (2019).

9. L. Zhu, L. Xie, X. Cao, ACS Appl. Mater. Interfaces, 10, 10909–10917 (2018).

10. Z. Chen, F. Xu, S. Cao, Z. Li, H. Yang, X. Ai, Y. Cao, Small, 13, 1603148 (2017).

11. L. Zhu, W. Li, L. Xie, Q. Yang, X. Cao, Chem. Eng. J., 372, 1056–1065 (2019).

12. P. S. Kumar, S. Ayyasamy, E. S. Tok, S. Adams, M. V. Reddy, ACS Omega, 3, 3036–3044 (2018).

13. J. Shi, D. Xiao, M. Ge, X. Yu, Y. Chu, X. Huang, X. Zhang, Y. Yin, X. Yang, Y. Guo, L. Gu, L. Wan, Adv. Mater., 30, 1705575 (2018).

14. J. Kawakita, M. Majima, T. Miura, T. Kishi, J. Power Sources, 66, 135 (1997).

15. S. Panero, M. Pasquali, G. Pistoia, J. Electrochem. Soc. (USA), 130 (1983).

16. M. Li, C. Pei, F. Xiong, S. Tan, Y. Yin, H. Tang, D. Huang, Q. An, L. Mai, Electrochim. Acta, 320, 134556 (2019).

17. L. Zhu, L. Xie, C. Bao, X. Yan, X. Cao, Int. J. Energy Res., 44, 298–308 (2020).

18. R. Zhang, J. Luo, P. Lu, K. Zhu, T. Xie, P. Wang, C. Sun, F. Yang, Z. Xing, Y. Wang, J. Liu, Ceram. Int., 45, 2968–2976 (2019).

19. K. Y. Bae, G. D. Park, B. H. Kim, S. H. Cho, Y. C. Kang, K. D. Lee, W. Y. Yoon, J. Electrochem. Soc., 165, A2919–A2924 (2018).

20. L. Wang, Z. Wang, L. Xie, L. Zhu, X. Cao, ACS Appl. Mater. Interfaces, 11, 16619–16628 (2019).

21. T. Partheeban, M. Sasidharan, J. Mater. Sci., 55, 2155–2165 (2020).

22. K. Y. Bae, Y. H. Jung, S. H. Cho, B. H. Kim, W. Y. Yoon, J. Alloys Compd., 784, 704–711 (2019).

23. X. Cao, J. Liu, L. Zhu, L. Xie, Energy Technol., 7, 1800759 (2019).

24. L. D. Picciotto, K. Adendorff, D. Liles, M. Thackeray, Solid State Ionics, 62, 297 (1993).

25. S. Jouanneau, A. Verbaereand, D. Guyomard, J. Solid State Chem., 178, 22 (2005).

26. X. Zhang, R. Frech, Electrochim. Acta, 43, 861 (1997).

27. G. Pistoia, M. D. Vona, P. Tagliatesta, Solid State Ionics, 24, 103 (1987).

28. A. Hammou, A. Hammouche, Electrochim. Acta, 33, 1719 (1988).

29. J. Kawakita, Y. Katayama, T. Miura, T. Kishi, Solid State Ionics, 110, 199 (1998).

30. M. Onoda, I. Amemiya, J. Phys.: Cond. Matter, 15, 3079 (2003).

31. T. Maxisch, F. Zhou, G. Ceder, Phys. Rev. B, 73, 104301 (2006).

32. D. Chotsawat, Maneerat, Lappawat Ngamwongwan, Paratee Komen, Pariwut Falun, Sirichok Jungthawan, Anchalee Junkaew, Suwit Suthirakun, J. Phys. Chem. C, 126, No. 43, 18216–18228 (2022).

33. E. Zhang, Qing, Alexander B. Brady, Christopher J. Pelliccione, David C. Bock, Andrea M. Bruck, Jing Li, Varun Sarbada, et al., Chem. Materials, 29, No. 5, 2364–2373 (2017).

34. P. Blaha, K. Schwarz, G. K. Madsen, H. Kvasnicka, D. Luitz, J. Wien, An Augmented Plane Wave Plus Local Orbitals Program for Calculating Crystal Properties (2001).

35. P. J. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett., 78, 1396 (1996).

36. S. Dudarev, G. Botton, S. Savrasov, C. Humphreys, A. Sutton, Phys. Rev. B, 57, 1505 (1998)

37. A. Zhou, et al., Phys. Rev. B, 70, 235121 (2004).

38. B. Islam, et al., J. Mater. Chem., 13, 2349–2354 (2003).

39. C. Park, et al., Solid State Ionics, 230, 74–81 (2013).

40. C. Ambrosch-Draxl, J. O. Sofo, Comp. Phys. Commun., 175, 1–14 (2006).

Источник

Информация

Автор

Kushwaha A. K. Колледж, Гьянпур
Al-Otaibi J. Колледж наук, Университет короля Сауда
Booq Z. I. Y. Колледж наук, Университет короля Сауда
Barakat F. Колледж наук, Университет короля Сауда
Alshehri H. Колледж наук, Университет короля Сауда
Alsowygh G. Колледж наук, Университет короля Сауда
Laref A. Колледж наук, Университет короля Сауда
Nya F. T. Университет Маруа, Высший национальный технологический колледж; Университет Маруа, факультет естественных наук, кафедра физики
Chowdhury S. Факультет экологического менеджмента, Университет принца Сонгкла; Научно-исследовательский центр оценки воздействия на окружающую среду и технологий управления опасными отходами, Университет принца Сонгкла

Страницы

Год издания

2025

Ключевые слова

Коллекции

Журнал прикладной спектроскопии

Расчет методом теории функционала плотности электронных свойств и оптической анизотропии соединения LiV3O8

Похожие публикации

Источник

Информация

Расчет методом теории функционала плотности электронных свойств и оптической анизотропии соединения LiV₃O₈