ISSLEDOVANIE IZ PERVYKh PRINTsIPOV PROTsESSA OBRAZOVANIYa NANOChASTITs NIKELYa V STRUKTURE PEROVSKITA LSNT

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Методом молекулярной динамики из первых принципов исследован процесс сегрегации атомов никеля к границам структурных дефектов в соединении La0.2Sr0.7Ni0.1Ti0.9O3−δ (LSNT) на основе ранее проведенного экспериментального исследования методом просвечивающей электронной микроскопии [Nat. Commun. 13, 6682 (2022)]. В результате проведенных с использованием модельной ячейки расчетов энергий сегрегации обнаружена тенденция к сегрегации примесей никеля к поверхности и антифазной границе. Установлено, что присутствие вакансий в структуре благоприятствует сегрегации атомов никеля. Были проведены расчеты с двумя примесными атомами никеля, подтверждающие наличие тенденции к кластеризации. Рассчитано распределение зарядов атомов, которое может служить объяснением, почему сегрегация к рассматриваемым дефектам энергетически выгодна. Полученные результаты согласуются с данными экспериментальных наблюдений и объясняют закономерности процесса сегрегации в атомном масштабе.

References

  1. D. Neagu and J. T. S. Irvine, Chem. Mater. 22, 5042 (2010).
  2. D. Neagu, V. Kyriakou, I. Roiban et al., ACS Nano 13, 12996 (2019).
  3. Y. H. Kim, H. Jeong, BR. Won et al., Nano-Micro Lett. 16, 33 (2024).
  4. H. Han, J. Park, S. Y. Nam et al., Nat. Commun. 10, 1471 (2019).
  5. K. J. Kim, H. Han, T. Defferriere et al., J. Am. Chem. Soc. 141, 7509 (2019).
  6. Y. Gao, Z. Lu, T. L. You et al., J. Phys. Chem. Lett. 9, 3772 (2018).
  7. I. Hamada, A. Uozumi, Y. Morikawa et al., J. Am. Chem. Soc. 133, 18506 (2011).
  8. M. L. Weber, D. Jennings, S. Fearn et al., Nat. Commun. 15, 9724 (2024).
  9. H. Han, Y. Xing, B. Park et al., Nat. Commun. 13, 6682 (2022).
  10. D. Neagu, G. Tsekouras, D. N. Miller et al., Nat. Chem. 5, 916 (2013).
  11. O. Kwon, S. Sengodan, K. Kim et al., Nat. Commun. 8, 15967 (2017).
  12. W. Kohn, Rev. Mod. Phys. 71, 1253 (1999).
  13. P. E. Blochl, Phys. Rev. B 50, 17953 (1994).
  14. J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77, 3865 (1996).
  15. H. J. Monkhorst and J. D. Pack, Phys. Rev. B 13, 5188 (1976).
  16. P. E. Blochl, O. Jepsen, and O. K. Andersen, Phys. Rev. B 49, 16223 (1994).
  17. S. L. Dudarev, G. A. Botton, S. Y. Savrasov et al., Phys. Rev. B 57, 1505 (1998).
  18. G. Kresse and J. Hafner, Phys. Rev. B 48, 115 (1993).
  19. G. Kresse and J. Furthmuller, Phys. Rev. B 54, 11169 (1996).
  20. M. F. Yan, R. M. Cannon, and H. K. Bowen, J. Appl. Phys. 54, 764 (1983).
  21. J. A. S. Ikeda and Y. M. Chiang, J. Am. Ceram. Soc. 76, 2437 (1993).
  22. C. Fonseca Guerra, J.-W. Handgraaf, E. J. Baerends, and F. M. Bickelhaupt, J. Comput. Chem. 25, 189 (2004).
  23. T. Heisig, J. Kler, H. Du et al., Adv. Funct. Mater. 30, 118 (2020).
  24. A. Pedone, G. Malavasi, M. C. Menziani et al., J. Phys. Chem. B 110, 11780 (2006).
  25. S. Plimpton, J. Comput. Phys. 117, 1 (1995).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences