DFT+U study of structural and electronic properties in La0.12Sr0.88TiO3: implications for solid oxide fuel cell

Abstract

Este trabajo presenta un estudio comparativo de las propiedades estructurales y la estructura electrónica de la perovskita SrTiO3 (STO) y su variante dopada con lantano, La0,12Sr0,88TiO3 (LST-12), utilizando cálculos por primeros principios basados en la teoría del funcional de la densidad (DFT). En el compuesto LST-12, se realizó un análisis detallado de la estructura electrónica utilizando una configuración con polarización de espín. Además, se examinó la distribución de carga asociada a cada ion mediante un análisis de carga de Bader. Finalmente, se introdujo una vacancia de oxígeno en una supercelda 4×2×2 de La0.125Sr0.875TiO3-δ para evaluar su impacto en las propiedades del material.

The results of comparative calculations for bulk properties and electronic structure ofthe SrTiO3 (STO) perovskite compound and STO doped with lanthanum La0.12Sr0.88TiO3 (LST-12) are discussed using the ab initio density functional theory (DFT). Furthermore, a comprehensivestudy of the electronic structure of LST-12 with spin polarization configurationwas performed. A full Bader charge analysis was employed to study the charge distributionsassociated with each ion. Finally, on a 4x2x2 supercell of La0.125Sr0.875TiO3-δ an oxygen vacancy-site was introduced to elucidate the effect on the electronic and structural properties.