通过异价掺杂和热气氛历史控制六方锰氧化物的电子性质
材料科学
2024-11-04 v1 强关联电子
摘要
六方锰氧化物家族因其多铁性、磁电耦合、非本征铁电性、功能畴壁以及与拓扑相关的标度行为而受到广泛研究。已知这些物理性质由阳离子亚晶格共同决定，且异价掺杂可方便地用于调控它们。然而，掺杂也会影响阴离子缺陷化学和半导性，使系统对合成与加工条件高度敏感。本文结合密度泛函理论计算与热电性及热重测量，研究了YMnO₃的电子性质随异价阳离子掺杂和热气氛历史的变化。我们表明，载流子浓度和输运性质可通过异价阳离子掺杂剂和阴离子缺陷共同调控，从而实现n型与p型导电性之间的可逆切换。这种可调性对于六方锰氧化物在下一代电容器和畴壁纳米电子学中的应用，或作为燃料电池和电解槽中的催化剂与电极，具有重要意义。此外，我们的方法可推广至其他过渡金属氧化物，为调控其半导性提供了通用指导原则。
引用
@article{arxiv.2411.00454,
title = {Controlling electronic properties of hexagonal manganites through aliovalent doping and thermoatmospheric history},
author = {Didrik R. Småbråten and Frida H. Danmo and Nikolai H. Gaukås and Sathya P. Singh and Nikola Kanas and Dennis Meier and Kjell Wiik and Mari-Ann Einarsrud and Sverre M. Selbach},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.00454},
year = {2024}
}
备注
6 figures