Density functional theory and beyond for band-gap screening: Performance for transition-metal oxides and dichalcogenides

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 9, Issue 7, 2013, Pages 2950-2958

  Li, Wenqing ^a   Walther, Christian F J ^a   Kuc, Agnieszka ^a   Heine, Thomas ^a  

^a JACOBS UNIVERSITY BREMEN   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84880022516     PISSN: 15499618     EISSN: 15499626     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct400235w     Document Type: Article

References (94)

1. Parr, R. G.; Yang, W. Density-Functional Theory of Atoms and Molecules; Oxford University Press: Cambridge, U.K., 1989; Vol. 16.
2. Kohn, W. Rev. Mod. Phys. 1999, 71, 1253-1266
3. Coleman, J. N. Science 2011, 331, 568-571
4. Kuc, A.; Zibouche, N.; Heine, T. Phys. Rev. B 2011, 245213-1-245213-4
5. Radisavljevic, B.; Radenovic, A.; Brivio, J.; Giacometti, V.; Kis, A. Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 147-150
6. Radisavljevic, B.; Whitwick, M. B.; Kis, A. ACS Nano 2011, 5, 9934-9938
7. Radisavljevic, B.; Whitwick, M. B.; Kis, A. Appl. Phys. Lett. 2012, 101, 043103-1-043103-4
8. Fujishima, A.; Honda, K. Nature 1972, 238, 37-38
9. Kudo, A.; Miseki, Y. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 253-278
10. Coelho, B.; Oliveira, A. C.; Mendes, A. Energy Environ. Sci. 2010, 3, 1398-1405
11. Shen, S.; Shi, J.; Guo, P.; Guo, L. Int. J. Nanotechnol. 2011, 8, 523-591
12. Siegbahn, P. E. M. Chem. Phys. Lett. 1993, 201, 15-23
13. Siegbahn, P. E. M.; Svensson, M. Chem. Phys. Lett. 1993, 216, 147-154
14. Gutsev, G. L.; Andrews, L.; Bauschlicher, C. W. Theor. Chem. Acc. 2003, 109, 298-308
15. Wang, X.; Zhang, F. X.; Loa, I.; Syassen, K.; Hanfland, M.; Mathis, Y. L. Phys. Status Solidi B 2004, 241, 3168-3178
16. Errico, L. A.; Renteria, M.; Weissmann, M. Phys. Rev. B 2005, 72, 184425-1-184425-8
17. Kane, M. H.; Fenwick, W. E.; Strassburg, M.; Nemeth, B.; Varatharajan, R.; Song, Q.; Keeble, D. J.; El-Mkami, H.; Smith, G. M.; Zhang, Z. J.; Nause, J.; Summers, C. J.; Ferguson, I. T. Phys. Status Solidi B 2007, 244, 1462-1467
18. Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 10757-10816
19. Mehtougui, N.; Rached, D.; Khenata, R.; Rached, H.; Rabah, M.; Bin-Omran, S. Mater. Sci. Semicond. Process. 2012, 15, 331-339
20. Cohen, A. J.; Mori-Sanchez, P.; Yang, W. Science 2008, 321, 792-794
21. Zaanen, J.; Sawatzky, G. A.; Allen, J. W. Phys. Rev. Lett. 1985, 55, 418-421
22. Hufner, S. Adv. Phys. 1994, 43, 183-356
23. Anisimov, V. I.; Aryasetiawan, F.; Lichtenstein, A. I. J. Phys.: Condens. Matter 1997, 9, 767-808
24. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 1372-1377
25. Perdew, J. P.; Emzerhof, M.; Burke, K. J. Chem. Phys. 1996, 105, 9982-9985
26. Adamo, C.; Barone, V. Chem. Phys. Lett. 1997, 274, 242-250
27. Heyd, J.; Scuseria, G. E.; Ernzerhof, M. J. Chem. Phys. 2003, 118, 8207-8215
28. Heyd, J.; Scuseria, G.; Ernzerhof, M. J. Chem. Phys. 2006, 124, 219906-1
29. Anisimov, V. I.; Zaanen, J.; Andersen, O. K. Phys. Rev. B 1991, 44, 943-954
30. Czyzyk, M. T.; Sawatzky, G. A. Phys. Rev. B 1994, 49, 14211-14228
31. Liechtenstein, A. I.; Anisimov, V. I.; Zaanen, J. Phys. Rev. B 1995, 52, R5467-R5470
32. Dudarev, S. L.; Botton, G. A.; Savrasov, S. Y.; Humphreys, C. J.; Sutton, A. P. Phys. Rev. B 1998, 57, 1505-1509
33. Cococcioni, M.; de Gironcoli, S. Phys. Rev. B 2005, 71, 035105-1-035105-16
34. Hedin, L. Phys. Rev. 1965, 139, A796-A823
35. Aulbur, W. G.; Stadele, M.; Gorling, A. Phys. Rev. B 2000, 62, 7121-7132
36. Tran, F.; Blaha, P. Phys. Rev. Lett. 2009, 102, 226401-1-226401-4
37. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652
38. Lee, C. T.; Yang, W. T.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785-789
39. Vosko, S. H.; Wilk, L.; Nusair, M. Can. J. Phys. 1980, 58, 1200-1211
40. Crystallographic and Crystallochemical Database for Minerals and Their Structural Analogues, http://database.iem.ac.ru/mincryst/, accessed 2013.
41. Brownlee, L. D.; Mitchell, E. W. J. Proc. Phys. Soc., London, Sect. B 1952, 65, 710-716
42. Coehoorn, R.; Haas, C.; Dijkstra, J.; Flipse, C. J. F.; Degroot, R. A.; Wold, A. Phys. Rev. B 1987, 35, 6195-6202
43. Blaha, P.; Schwarz, K.; Madsen, G. K. H.; Kvasnicka, D.; Luitz, J. Wien2k, An Augmented Plane Wave Plus Local Orbitals Program for Calculating Crystal Properties; Vienna University of Technology, Austria, 2001.
44. Philipsen, P. H. T.; te Velde, G.; Baerends, E. J.; Berger, J. A.; de Boeij, P. L.; Groeneveld, J. A.; Kadantsev, E. S.; Klooster, R.; Kootstra, F.; Romaniello, P.; Skachkov, D. G.; Snijders, J. G.; Wiesenekker, G.; Ziegler, T. BAND2012. SCM, Theoretical Chemistry, Vrije Universiteit, Amsterdam, The Netherlands, http://www.scm.com, accessed 2012.
45. Wiesenekker, G.; Baerends, E. J. J. Phys.: Condens. Matter 1991, 3, 6721-6742
46. Velde, G. T.; Baerends, E. J. Phys. Rev. B 1991, 44, 7888-7903
47. Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1993, 47, 558-561
48. Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1994, 49, 14251-14269
49. Dovesi, R.; Saunders, V. R.; Roetti, R.; Orlando, R.; Zicovich-Wilson, C. M.; Pascale, F.; Civalleri, B.; Doll, K.; Harrison, N. M.; Bush, I. J.; D'Arco, P.; Llunell, M. CRYSTAL09 User's Manual; University of Torino: Torino, Italy, 2009.
50. van Lenthe, E.; Baerends, E. J.; Snijders, J. G. J. Chem. Phys. 1994, 101, 9783-9792
51. van Lenthe, E.; van Leeuwen, R.; Baerends, E. J.; Snijders, J. G. Int. J. Quantum Chem. 1996, 57, 281-293
52. van Lenthe, E.; Ehlers, A.; Baerends, E. J. J. Chem. Phys. 1999, 110, 8943-8953
53. Blöchl, P. E. Phys. Rev. B 1994, 50, 17953-17979
54. Andersen, O. K. Phys. Rev. B 1975, 12, 3060-3083
55. Sjöstedt, E.; Nordström, L.; Singh, D. Solid State Commun. 2000, 114, 15-20
56. Madsen, G. K. H.; Blaha, P.; Schwarz, K.; Sjöstedt, E.; Nordström, L. Phys. Rev. B 2001, 64, 195134-1-195134-9
57. Monkhorst, H. J.; Pack, J. D. Phys. Rev. B 1976, 13, 5188-5192
58. Wiesenekker, G.; Baerends, E. J. J. Phys.: Condens. Matter 1991, 3, 6721-6742
59. Blochl, P. E.; Jepsen, O.; Andersen, O. K. Phys. Rev. B 1994, 49, 16223-16233
60. Paier, J.; Marsman, M.; Kresse, G. J. Chem. Phys. 2007, 127, 024103-1-10
61. Tran, F.; Blaha, P. Phys. Rev. B 2011, 83, 235118-1-13
62. Kim, Y.-S.; Marsman, M.; Kresse, G.; Tran, F.; Blaha, P. Phys. Rev. B 2010, 82, 205212-1-205212-11
63. El-Mellouhi, F.; Brothers, E. N.; Lucero, M. J.; Bulik, I. W.; Scuseria, G. E. Phys. Rev. B 2013, 87, 035107-1-035107-11
64. Terakura, K.; Oguchi, T.; Williams, A. R.; Kubler, J. Phys. Rev. B 1984, 30, 4734-4747
65. Marques, M. A. L.; Vidal, J.; Oliveira, M. J. T.; Reining, L.; Botti, S. Phys. Rev. B 2011, 83, 035119-1-035119-5
66. Kang, W.; Hybertsen, M. S. Phys. Rev. B 2010, 82, 085203-1-085203-11
67. Tang, H.; Berger, H.; Schmid, P. E.; Levy, F.; Burri, G. Solid State Commun. 1993, 87, 847-850
68. Pascual, J.; Camassel, J.; Mathieu, H. Phys. Rev. Lett. 1977, 39, 1490-1493
69. Shishkin, M.; Marsman, M.; Kresse, G. Phys. Rev. Lett. 2007, 99, 246403-1-246403-4
70. Srikant, V.; Clarke, D. R. J. Appl. Phys. 1998, 83, 5447-5451
71. Rödl, C.; Fuchs, F.; Furthmüller, J.; Bechstedt, F. Phys. Rev. B 2009, 79, 235114-1-8
72. Bowen, H. K.; Adler, D.; Auker, B. H. J. Solid State Chem. 1975, 12, 355-359
73. Faleev, S. V.; van Schilfgaarde, M.; Kotani, T. Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 126406-1-4
74. Zimmermann, R.; Steiner, P.; Claessen, R.; Reinert, F.; Hufner, S.; Blaha, P.; Dufek, P. J. Phys.: Condens. Matter 1999, 11, 1657-1682
75. Lany, S. Phys. Rev. B 2013, 87, 085112-1-085112-9
76. Cogan, S. F.; Nguyen, N. M.; Perrotti, S. J.; Rauh, R. D. J. Appl. Phys. 1989, 66, 1333-1337
77. Johansson, M. B.; Baldissera, G.; Valyukh, I.; Persson, C.; Arwin, H.; Niklasson, G. A.; Österlund, L. J. Phys.: Condens. Matter 2013, 25, 205502-1-205502-11
78. Enesca, A.; Andronic, L.; Duta, A.; Manolache, S. Rom. J. Inf. Sci. Technol. 2007, 10, 269-277
79. Qiu, Y.; Yang, M.; Fan, H.; Zuo, Y.; Shao, Y.; Xu, Y.; Yang, X.; Yang, S. Crystengcomm 2011, 13, 1843-1850
80. Jiang, H. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 7664-7671
81. Kam, K. K.; Parkinson, B. A. J. Phys. Chem. 1982, 86, 463-467
82. Schleife, A.; Fuchs, F.; Roedl, C.; Furthmueller, J.; Bechstedt, F. Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 012104-1-012104-3
83. Vurgaftman, I.; Meyer, J. R. J. Appl. Phys. 2003, 94, 3675-3696
84. El-Mellouhi, F.; Brothers, E. N.; Lucero, M. J.; Scuseria, G. E. Phys. Rev. B 2011, 84, 115122-1-115122-12
85. Serpone, N.; ZLawless, D.; Khairutdinov, R. J. Phys. Chem. 1995, 99, 16646-16654
86. Kavan, L.; Grätzel, M.; Gilbert, S. E.; Klemenz, C.; Scheel, H. J. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 6716-6723
87. Sai, G.; Bang-Gui, L. Chin. Phys. B 2012, 21, 057104-1-057104-7
88. Tran, F.; Blaha, P.; Schwarz, K.; Novak, P. Phys. Rev. B 2006, 74, 155108-1-155108-10
89. Anisimov, V. I.; Korotin, M. A.; Kurmaev, E. Z. J. Phys.: Condens. Matter 1990, 2, 3973-3987
90. Koller, D.; Tran, F.; Blaha, P. Phys. Rev. B 2011, 83, 195134-1-195134-10
91. Brandow, B. H. Adv. Phys. 1977, 26, 651-808
92. Vanelp, J.; Potze, R. H.; Eskes, H.; Berger, R.; Sawatzky, G. A. Phys. Rev. B 1991, 44, 1530-1537
93. Hufner, S.; Steiner, P.; Sander, I.; Reinert, F.; Schmitt, H. Z. Phys. B-Condens. Matter 1992, 86, 207-215
94. Singh, D. J. Phys. Rev. B 2010, 82, 205102-1-205102-10