Ab initio DFT+U analysis of oxygen transport in LaCoO3: The effect of Co3+ magnetic states

Journal of Materials Chemistry A

Volumn 2, Issue 21, 2014, Pages 8060-8074

  Ritzmann, Andrew M ^a   Pavone, Michele ^b   Muñoz García, Ana B ^b   Keith, John A ^a   Carter, Emily A ^a,c  

^a Princeton University   (United States)

^b UNIVERSITY OF NAPLES FEDERICO II   (Italy)

^c PRINCETON UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CALCULATIONS; ELECTRONIC STRUCTURE; IONS; SOLID OXIDE FUEL CELLS (SOFC); SPIN DYNAMICS; TEMPERATURE;

AB INITIO DENSITY FUNCTIONAL THEORIES (DFT); ELECTRICITY GENERATION; HIGH OPERATING TEMPERATURE; INTERCONNECT MATERIALS; INTERMEDIATE TEMPERATURES; OXYGEN VACANCY CONCENTRATION; OXYGEN-ION CONDUCTIVITY; SOLID OXIDE FUEL CELLS (SOFCS);

OXYGEN;

EID: 84899813200     PISSN: 20507488     EISSN: 20507496     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c4ta00801d     Document Type: Article

References (97)

1. N. Q. Minh J. Am. Ceram. Soc. 1993 76 563 588
2. S. B. Adler Chem. Rev. 2004 104 4791 4844
3. T. M. Gür M. Homel A. V. Virkar J. Power Sources 2010 195 1085 1090
4. M. Homel T. M. Gür J. H. Koh A. V. Virkar J. Power Sources 2010 195 6367 6372
5. E. P. Murray T. Tsai S. A. Barnett Nature 1999 400 649 651
6. Z. Lu J. Hardy J. Templeton J. Stevenson J. Power Sources 2012 198 90 94
7. S. Jiang Solid State Ionics 2002 146 1 22
8. S. J. Skinner Int. J. Inorg. Mater. 2001 3 113 121
9. M. Gödickemeier K. Sasaki L. J. Gauckler I. Riess Solid State Ionics 1996 86-88 Part 2 691 701
10. J. M. Ralph A. C. Schoeler M. Krumpelt J. Mater. Sci. 2001 36 1161 1172
11. J.-S. Zhou J.-Q. Yan J. B. Goodenough Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2005 71 220103
12. P. M. Raccah J. B. Goodenough J. Appl. Phys. 1968 39 1209 1210
13. M. A. Señarìs-Rodrìguez J. B. Goodenough J. Solid State Chem. 1995 118 323 336
14. J. Arai K. Ozawa T. Ishiguro J. Magn. Magn. Mater. 2001 226-230 Part 1 871 873
15. G. Thornton B. C. Tofield A. W. Hewat J. Solid State Chem. 1986 61 301 307
16. P. M. Raccah J. B. Goodenough Phys. Rev. 1967 155 932 943
17. K. Asai P. Gehring H. Chou G. Shirane Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1989 40 10982 10985
18. S. Yamaguchi Y. Okimoto Y. Tokura Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1997 55 R8666 R8669
19. G. Maris Y. Ren V. Volotchaev C. Zobel T. Lorenz T. T. M. Palstra Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2003 67 224423
20. M. W. Haverkort Z. Hu J. C. Cezar T. Burnus H. Hartmann M. Reuther C. Zobel T. Lorenz A. Tanaka N. B. Brookes H. H. Hsieh H.-J. Lin C. T. Chen L. H. Tjeng Phys. Rev. Lett. 2006 97 176405
21. O. Toulemonde N. N'Guyen F. Studer A. Traverse J. Solid State Chem. 2001 158 208 217
22. P. G. Radaelli S.-W. Cheong Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2002 66 094408
23. D. D. Sarma N. Shanthi S. R. Barman N. Hamada H. Sawada K. Terakura Phys. Rev. Lett. 1995 75 1126 1129
24. P. Ravindran P. A. Korzhavyi H. Fjellvåg A. Kjekshus Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1999 60 16423 16434
25. M. A. Korotin S. Y. Ezhov I. V. Solovyev V. I. Anisimov D. I. Khomskii G. A. Sawatzky Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1996 54 5309 5316
26. K. Knížek P. Novák Z. Jirák Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2005 71 054420
27. K. Knížek Z. Jirák J. Hejtmánek P. Novák W. Ku Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2009 79 014430
28. H. Hsu K. Umemoto M. Cococcioni R. Wentzcovitch Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2009 79 125124
29. A. Laref W. Sekkal Mater. Chem. Phys. 2010 123 125 131
30. A. Laref S. Laref S. Bin-Omran J. Comput. Chem. 2012 33 673 684
31. A. Laref S. Jun Luo J. Phys. Soc. Jpn. 2010 79 064702
32. K. Knížek Z. Jirák J. Hejtmánek P. Novák J. Phys.: Condens. Matter 2006 18 3285
33. M. Cococcioni S. de Gironcoli Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2005 71 035105
34. D. Gryaznov R. A. Evarestov J. Maier Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2010 82 224301
35. S. Mukhopadhyay M. W. Finnis N. M. Harrison Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2013 87 125132
36. M. Pavone A. M. Ritzmann E. A. Carter Energy Environ. Sci. 2011 4 4933 4937
37. W. T. Hong M. Gadre Y.-L. Lee M. D. Biegalski H. M. Christen D. Morgan Y. Shao-Horn J. Phys. Chem. Lett. 2013 4 2493 2499
38. L. Hozoi U. Birkenheuer H. Stoll P. Fulde New J. Phys. 2009 11 023023
39. A. V. Berenov J. L. MacManus-Driscoll J. A. Kilner Solid State Ionics 1999 122 41 49
40. T. Ishigaki S. Yamauchi J. Mizusaki K. Fueki H. Naito T. Adachi J. Solid State Chem. 1984 55 50 53
41. T. Ishigaki S. Yamauchi J. Mizusaki K. Fueki H. Tamura J. Solid State Chem. 1984 54 100 107
42. T. Ishigaki S. Yamauchi K. Kishio J. Mizusaki K. Fueki J. Solid State Chem. 1988 73 179 187
43. Y.-L. Lee J. Kleis J. Rossmeisl D. Morgan Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2009 80 224101
44. W. L. Huang Q. Zhu W. Ge H. Li Comput. Mater. Sci. 2011 50 1800 1805
45. Y. A. Mastrikov R. Merkle E. A. Kotomin M. M. Kuklja J. Maier Phys. Chem. Chem. Phys. 2013 15 911 918
46. M. M. Kuklja E. A. Kotomin R. Merkle Y. A. Mastrikov J. Maier Phys. Chem. Chem. Phys. 2013 15 5443 5471
47. N. J. Mosey P. Liao E. A. Carter J. Chem. Phys. 2008 129 014103
48. M. W. Schmidt K. K. Baldridge J. A. Boatz S. T. Elbert M. S. Gordon J. H. Jensen S. Koseki N. Matsunaga K. A. Nguyen S. Su T. L. Windus M. Dupuis J. A. Montgomery J. Comput. Chem. 1993 14 1347 1363
49. M. S. Gordon and M. W. Schmidt, in Theory and Applications of Computational Chemistry: The First Forty Years, ed., C. Dykstra, G. Frenking, K. Kim, and, G. Scuseria, Elsevier Science, Amsterdam, 1st edn, 2005, pp. 1167-1189
50. R. S. Mulliken J. Chem. Phys. 1955 23 1833
51. A. Bergner M. Dolg W. Küchle H. Stoll H. Preuß Mol. Phys. 1993 80 1431 1441
52. P. J. Hay W. R. Wadt J. Chem. Phys. 1985 82 270 283
53. W. L. Roth J. Phys. Chem. Solids 1964 25 1 10
54. H. M. Evjen Phys. Rev. 1932 39 675 687
55. W. R. Wadt P. J. Hay J. Chem. Phys. 1985 82 284 298
56. R. D. Shannon Acta Crystallogr., Sect. A: Cryst. Phys., Diffr., Theor. Gen. Crystallogr. 1976 32 751 767
57. P. Hohenberg W. Kohn Phys. Rev. 1964 136 B864 B871
58. W. Kohn L. J. Sham Phys. Rev. 1965 140 A1133 A1138
59. G. Kresse J. Hafner Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1993 48 13115 13118
60. G. Kresse J. Furthmüller Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1996 54 11169 11186
61. G. Kresse J. Furthmüller Comput. Mater. Sci. 1996 6 15 50
62. P. E. Blöchl Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1994 50 17953 17979
63. G. Kresse D. Joubert Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1999 59 1758 1775
64. H. J. Monkhorst J. D. Pack Phys. Rev. B: Solid State 1976 13 5188 5192
65. J. P. Perdew K. Burke M. Ernzerhof Phys. Rev. Lett. 1996 77 3865 3868
66. S. L. Dudarev G. A. Botton S. Y. Savrasov C. J. Humphreys A. P. Sutton Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1998 57 1505 1509
67. D. Gryaznov E. Heifets E. Kotomin Phys. Chem. Chem. Phys. 2012 14 4482 4490
68. H. Jónsson, G. Mills and K. W. Jacobsen, in Classical And Quantum Dynamics In Condensed Phase Simulations, ed., B. J. Berne, G. Ciccotti, and, D. F. Coker, World Scientific, Hackensack, NJ, 1998, pp. 385-404
69. G. Henkelman B. P. Uberuaga H. Jónsson J. Chem. Phys. 2000 113 9901 9904
70. G. Henkelman H. Jónsson J. Chem. Phys. 2000 113 9978 9985
71. B. Hinnemann E. A. Carter J. Phys. Chem. C 2007 111 7105 7126
72. P. E. Blöchl O. Jepsen O. K. Andersen Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1994 49 16223 16233
73. R. F. W. Bader, Atoms in Molecules: A Quantum Theory, Oxford University Press, USA, New York, 1994
74. G. Henkelman A. Arnaldsson H. Jónsson Comput. Mater. Sci. 2006 36 354 360
75. W. Tang E. Sanville G. Henkelman J. Phys.: Condens. Matter 2009 21 084204
76. P. Cossee Recl. Trav. Chim. Pays-Bas 1956 75 1089 1096
77. M. Abbate R. Potze G. A. Sawatzky A. Fujimori Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1994 49 7210 7218
78. J. Chen A. Selloni Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2012 85 085306
79. T. Arima Y. Tokura J. B. Torrance Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1993 48 17006 17009
80. M. Abbate J. C. Fuggle A. Fujimori L. H. Tjeng C. T. Chen R. Potze G. A. Sawatzky H. Eisaki S. Uchida Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1993 47 16124 16130
81. T. Vogt J. A. Hriljac N. C. Hyatt P. Woodward Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2003 67 140401
82. J. Heyd G. E. Scuseria M. Ernzerhof J. Chem. Phys. 2003 118 8207 8215
83. J. Heyd G. E. Scuseria M. Ernzerhof J. Chem. Phys. 2006 124 219906
84. A. D. Becke J. Chem. Phys. 1993 98 5648 5652
85. K. A. Marino E. A. Carter Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2008 78 184105
86. K. A. Marino E. A. Carter Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2009 80 069901
87. D. S. Tsvetkov A. I. Vylkov A. Y. Zuev A. N. Petrov Russ. J. Phys. Chem. 2008 82 855 859
88. J. Mizusaki Y. Mima S. Yamauchi K. Fueki H. Tagawa J. Solid State Chem. 1989 80 102 111
89. K. Momma F. Izumi J. Appl. Crystallogr. 2008 41 653 658
90. K. Momma F. Izumi J. Appl. Crystallogr. 2011 44 1272 1276
91. A. M. Ritzmann A. B. Muñoz-García M. Pavone J. A. Keith E. A. Carter Chem. Mater. 2013 25 3011 3019
92. D. Gryaznov M. W. Finnis R. A. Evarestov J. Maier Solid State Ionics 2014 254 11 16
93. K. G. Denbigh, The Principles of Chemical Equilibrium: With Applications in Chemistry and Chemical Engineering, Cambridge University Press, 4th edn, 1981
94. A. M. Ritzmann A. B. Muñoz-García M. Pavone J. A. Keith E. A. Carter MRS Commun. 2013 3 161 166
95. F. A. Kröger and H. J. Vink, in Solid State Physics, ed., F. Seitz, and, D. Turnbull, Academic Press, 1956, vol. 3, pp. 307-435
96. A. Holt T. Norby R. Glenne Ionics 1999 5 434 443
97. A. Jones M. S. Islam J. Phys. Chem. C 2008 112 4455 4462