大量四价Ge离子掺入Fe2O3结构及对改性结构、光学与电子性质的实验结果
材料科学
2023-09-08 v1
摘要
我们报道了通过化学共沉淀法在Fe2-xGexO3体系的Fe3+位点上掺杂高浓度四价Ge4+离子（x = 0.05时为5 mol%至x = 0.30时为30 mol%）。除正常的+3和+4态外，Fe和Ge离子的电荷态已修正为较低值，以稳定赤铁矿（{\alpha}-Fe2O3）结构的菱方相。X射线光电子能谱和光学带隙测量表明，Ge掺杂赤铁矿结构中金属-氧键具有离子和共价混合特征。Ge掺杂赤铁矿样品表现出宽禁带半导体性质，带隙为4.50-4.70 eV，电导率（{\sigma} ~ 10-4 S/m）较 {\alpha}-Fe2O3（10-11 S/m）显著增强。升温和冷却模式下的热导率测量显示，在较高温度半导体区存在高度不可逆特征。部分样品除半导体态外，在较低温度表现出类金属态。我们的实验结果证实了通过向赤铁矿结构中掺杂四价离子增强电导率的策略。已认识到金属-氧键的离子与共价混合特征在改性Ge掺杂Fe2O3体系的半导体性质中起了重要作用。
引用
@article{arxiv.2309.03634,
title = {Doping of large amount tetravalent Ge ions into Fe2O3 structure and experimental results on modified structural, optical and electronic properties},
author = {Divya Sherin G T and R. N Bhowmik},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.03634},
year = {2023}
}
备注
34 pages, 7 Figures, Tables 4