Influence of oxygen stoichiometry on the electronic structure of TinO2n-1 Magnéli phases: insights from density function theory
Dublin Core
Title
Influence of oxygen stoichiometry on the electronic structure of TinO2n-1 Magnéli phases: insights from density function theory
Subject
SUBOXIDOS DE TITANIO
ESTEQUIOMETRIA
DFT
TEORIA DEL FUNCIONAL DE LA DENSIDAD
PROPIEDADES ELECTRONICAS
PROPIEDADES OPTICAS
BIBLIOGRAFIA NACIONAL QUIMICA
2026
Abstract
We conducted a theoretical characterization of Magnéli phases of titanium oxides, TinO2n-1 (4 ≤ n ≤ 9), using density functional theory (DFT). These suboxides, often formed as intermediate products during the electrochemical oxidation of Ti foils, are relevant for understanding complex mixtures and potential technological applications. Our analysis reveals that structural shear planes, particularly rutile (121) planes, critically influence electronic properties by concentrating Ti 3d electrons. These electrons induce band splitting, generating pseudogaps and impurity states near the Fermi level. Antiparallel spin configurations were consistently the most stable. For n < 9, increasing n reduced the electronic gap toward rutile's value. In Ti9O17, unpaired Ti3+ ions produced local spin densities, asymmetric magnetic configurations, and additional 3d states at band edges, markedly narrowing the gap. Optical absorption, dominated by O 2p–Ti 3d transitions, shifted toward rutile with higher oxygen content, with optical gaps exceeding electronic ones. Reflectivity and refractive index in the visible range followed a consistent trend: rutile exhibited the highest values, Ti4O7 the lowest, Ti6O11 intermediate, and the remaining suboxides nearly equal higher values.
Source
Physica B Condensed Matterv. 730, 2026. -- e418472
Publisher
Elsevier
Date
2026
Rights
Información sobre Derechos de Autor
(Por favor lea este aviso antes de abrir los documentos u objetos)
La legislación uruguaya protege el derecho de autor sobre toda creación literaria, científica o artística, tanto en lo que tiene que ver con sus derechos morales, como en lo referente a los derechos patrimoniales con sujeción a lo establecido por el derecho común y las siguientes leyes (LEY 9.739 DE 17 DE DICIEMBRE DE 1937 SOBRE PROPIEDAD LITERARIA Y ARTISTICA CON LAS MODIFICACIONES INTRODUCIDAS POR LA LEY DE DERECHO DE AUTOR Y DERECHOS CONEXOS No. 17.616 DE 10 DE ENERO DE 2003, LEY 17.805 DE 26 DE AGOSTO DE 2004, LEY 18.046 DE 24 DE OCTUBRE DE 2006 LEY 18.046 DE 24 DE OCTUBRE DE 2006)
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Format
PDF
Extent
12 p.
Language
Inglés
Type
Artículo
Identifier
doi.org/10.1016/j.physb.2026.418472
Document Item Type Metadata
Original Format
PDF
