Structure géométrique et électronique du pentoxyde de vanadium : Une étude par approche de fonctionnelle de densité sur le volume et la surface

Des études basées sur la théorie de la fonctionnelle de densité (DFT) sont réalisées pour examiner les propriétés géométriques et électroniques du V₂O₅ en vrac orthohombique ainsi que de sa surface orientée (010). Les états électroniques, les énergies totales, ainsi que les forces des atomes (utilisées pour obtenir des géométries d'équilibre) sont calculés avec la méthode ab initio des ondes planes augmentées linéaires à potentiel complet. La surface V₂O₅ (010) est modélisée par des couches simples périodiques dans une géométrie de plaque répétée, ce qui est justifié par le faible couplage électronique intercalaires trouvé dans les calculs en vrac. La structure électronique des plaques à une couche de V₂O₅ (010), représentée par leurs densités d'états de valence (DOS) et leurs contributions atomiques, est comparée aux résultats du V₂O₅ en vrac et aux résultats précédents obtenus par des études de clusters de surface DFT. La comparaison montre un bon accord qualitatif entre les différentes approches, ce qui confirme la nature locale de la liaison interatomique dans le V₂O₅. En outre, la DOS de valence calculée est utilisée pour interpréter les résultats expérimentaux récents de photoémission sur V₂O₅ (010), ce qui suggère que des sites d'oxygène de coordination différente à la surface peuvent être identifiés dans le spectre. Ainsi, les spectres de photoémission de V₂O₅ (010) peuvent être utilisés pour surveiller la participation des ions d'oxygène dans les réactions de surface respectives.