氧缺陷异质外延 WO3 中的电荷掺杂与大幅晶格膨胀
材料科学
2018-05-22 v1 强关联电子
摘要
三氧化钨是一种多功能材料，广泛应用于从电致变色和光电器件到水解和化学反应催化等领域。在技术应用中，WO3 薄膜因其高表面积体积比和可调的物理性质而尤其具有吸引力。然而，化学计量比结晶薄膜的生长具有挑战性，因为沉积条件对氧空位的形成非常敏感。在这项工作中，我们展示了脉冲激光沉积过程中的背景氧压如何用于调控 WO3 薄膜的结构和电子性质。通过进行 X 射线衍射和低温输运测量，我们发现 WO3 晶格体积变化高达 10%，同时随着电子掺杂水平的提高发生绝缘体到金属的相变。我们使用先进的 ab initio 计算来详细描述氧空位缺陷态的性质及其随过量电荷浓度变化的演化。我们的结果描绘了一个引人入胜的情形：WO3 单晶薄膜的结构、电子、光学和输运性质都可以通过在生长过程中对氧空位形成进行适当控制而有目的地调控。
引用
@article{arxiv.1711.05106,
title = {Charge doping and large lattice expansion in oxygen-deficient heteroepitaxial WO3},
author = {Giordano Mattoni and Alessio Filippetti and Nicola Manca and Pavlo Zubko and Andrea D. Caviglia},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.05106},
year = {2018}
}