第一原理電子状態計算ソフトウェア
ASAP
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コバルト酸リチウムの基底状態と弾性率の解析
本事例では、リチウムイオン電池正極材料であるLiCoO₂の放電状態における電子状態と弾性定数を、第一原理計算SIESTAを用いて解析した。LDA+U法により電子相関を考慮し、非磁性状態と反強磁性状態の比較を行い、最終的に非磁性が基底状態であることを確認した。体積弾性率は184.73GPaと算出された。
解析・利用例のポイント
- LDA+U法による電子状態解析
- 状態密度の比較
- 弾性率の評価
結晶構造と材料特性の関係
LiCoO₂のインターカレート構造を示し、リチウムイオン電池正極材料としての構造的特徴を視覚的に理解できる。
LiCoO₂ のインターカレート結晶
状態密度の比較
Coのd軌道とOのp軌道がフェルミエネルギー近傍に寄与し、エネルギーギャップを形成していることを示す。非磁性と反強磁性の初期状態の違いによる状態密度の差異を比較し、最終的に非磁性状態に収束することを確認。
状態密度の比較
弾性率の評価
セル長を±1%変化させたときのエネルギー変化から体積弾性率を算出。Voigt法により184.73GPaと評価され、文献値と良好に一致。
圧縮・膨張時のエネルギー変化
解析内容の詳細
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