Theory of structural transformation in lithiated amorphous silicon

Nano Letters

Volumn 14, Issue 7, 2014, Pages 4065-4070

  Cubuk, Ekin D ^a   Kaxiras, Efthimios ^a  

^a HARVARD UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

amorphous solids; first principles; Li ion batteries; silicon

Indexed keywords

AMORPHOUS MATERIALS; ANODES; CALCULATIONS; LITHIUM; SILICON;

AMORPHOUS SILICON (A-SI); AMORPHOUS SOLIDS; FIRST-PRINCIPLES; FIRST-PRINCIPLES CALCULATION; HIGH-ENERGY DENSITY BATTERIES; LI-ION BATTERIES; STRUCTURAL TRANSFORMATION; VORONOI-DELAUNAY METHOD;

AMORPHOUS SILICON;

EID: 84904002925     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl5015525     Document Type: Article

References (40)

1. Armand, M.; Tarascon, J. M. Nature 2008, 451, 652-657
2. Whittingham, M. S. MRS Bull. 2008, 33, 411-419
3. Kasavajjula, U.; Wang, C. S.; Appleby, A. J. J. Power Sources 2007, 163, 1003-1039
4. Zhang, W. J. J. Power Sources 2011, 196, 13-24
5. Chan, C. K.; Peng, H. L.; Liu, G.; McIlwrath, K.; Zhang, X. F.; Huggins, R. A.; Cui, Y. Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 31-35
6. Wen, C. J.; Huggins, R. A. J. Solid State Chem. 1981, 37, 271-278
7. Beaulieu, L. Y.; Hatchard, T. D.; Bonakdarpour, A.; Fleischauer, M. D.; Dahn, J. R. J. Electrochem. Soc. 2003, 150, A1457-A1464
8. McDowell, M. T.; Lee, S. W.; Harris, J. T.; Korgel, B. A.; Wang, C.; Nix, W. D.; Cui, Y. Nano Lett. 2013, 13, 758-764
9. Cubuk, E. D.; Wang, W. L.; Zhao, K.; Vlassak, J. J.; Suo, Z.; Kaxiras, E. Nano Lett. 2013, 13, 2011-2015
10. Chan, M. K. Y.; Wolverton, C.; Greeley, J. P. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 14362-14374
11. Jung, S. C.; Choi, J. W.; Han, Y.-K. Nano Lett. 2012, 12, 5342-5347
12. Chon, M. J.; Sethuraman, V. A.; McCormick, A.; Srinivasan, V.; Guduru, P. R. Phys. Rev. Lett. 2011, 107, 045503
13. Lee, S.; Berla, L.; McDowell, M.; Nix, W.; Cui, Y. Isr. J. Chem. 2012, 52, 1118-1123
14. Lee, S.; McDowell, M.; Berla, L.; Nix, W.; Cui, Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2012, 109, 4080-4085
15. Liu, X.; Wang, J.; Huang, S.; Fan, F.; Huang, X.; Liu, Y.; Krylyuk, S.; Yoo, J.; Dayeh, S.; Davydov, M. S.; A, V.; Picraux, S.; Zhang, S.; Li, J.; Zhu, T.; J.Y, H. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 749-756
16. Pharr, M.; Zhao, K.; Wang, X.; Suo, Z.; Vlassak, J. J. Nano Lett. 2012, 12, 5039-5047
17. McDowell, M.; Ryu, I.; Lee, S.; Wang, C.; Nix, W.; Cui, Y. Adv. Mater. 2012, 24, 6034-6041
18. Zhang, Q.; Zhang, W.; Wan, W.; Cui, Y.; Wang, E. Nano Lett. 2010, 10, 3243-3249
19. Zhao, K. J.; Wang, W. L.; Gregoire, J.; Pharr, M.; Suo, Z. G.; Vlassak, J. J.; Kaxiras, E. Nano Lett. 2011, 11, 2962-2967
20. Wang, J. W.; He, Y.; Fan, F.; Liu, X. H.; Xia, S.; Liu, Y.; Harris, C. T.; Li, H.; Huang, J. Y.; Mao, S. X.; Zhu, T. Nano Lett. 2013, 13, 709-715
21. Chevrier, V. L.; Dahn, J. R. J. Electrochem. Soc. 2009, 156, A454-A458
22. Kim, H.; Chou, C.-Y.; Ekerdt, J. G.; Hwang, G. S. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 2514-2521
23. Huang, S.; Zhu, T. J. Power Sources 2011, 196, 3664-3668
24. Cui, Z.; Gao, F.; Cui, Z.; Qu, J. J. Power Sources 2012, 207, 150-159
25. Fan, F.; Huang, S.; Yang, H.; Raju, M.; Datta, D.; Shenoy, V. B.; van Duin, A. C. T.; Zhang, S.; Zhu, T. Modell. Simul. Mater. Sci. Eng. 2013, 21, 074002
26. Soler, J. M.; Artacho, E.; Gale, J. D.; Garcia, A.; Junquera, J.; Ordejon, P.; Sanchez-Portal, D. J. Phys.: Condens. Matter 2002, 14, 2745-2779
27. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865
28. Bazant, M. Z.; Kaxiras, E.; Justo, J. F. Phys. Rev. B 1997, 56, 8542
29. Mo, Y.; Bazant, M. Z.; Kaxiras, E. Phys. Rev. B 2004, 70, 205210
30. Chevrier, V. L.; Dahn, J. R. J. Electrochem. Soc. 2010, 157, A392-A398
31. Franzblau, D. S. Phys. Rev. B 1991, 44, 4925
32. Joannopoulos, J. D.; Cohen, M. L. Solid State Phys. 1976, 31, 71-148
33. Medvedev, N. N.; Naberukhin, Y. I.; Luchnikov, V. A. J. Struct. Chem. 1994, 35, 47-56
34. Medvedev, N. N. J. Phys.: Condens. Matter 1990, 2, 9145
35. Medvedev, N. N.; Geiger, A.; Brostow, W. J. Chem. Phys. 1990, 93, 8337
36. Luchnikov, V. A.; Medvedev, N. N.; Appelhagen, A.; Geiger, A. Mol. Phys. 1996, 88, 1337-1348
37. Anikeenko, A. V.; Gavrilova, M. L.; Medvedev, N. N. A novel Delaunay simplex technique for detection of crystalline nuclei in dense packings of spheres; Lecture Notes on Computer Science; Springer: New York, 2005; pp 816-826.
38. Obrovac, M. N.; Christensen, L. Electrochem. Solid-State Lett. 2004, 7, A93-A96
39. Gu, M.; Wang, Z.; Connell, J. G.; Perea, D. E.; Lauhon, L. J.; Gao, F.; Wang, C. ACS Nano 2013, 7, 6303-6309
40. Kubota, Y.; Escaño, M. C. S.; Nakanishi, H.; Kasai, H. J. Appl. Phys. 2007, 102, 053704