基于高通量材料筛选的高迁移率铋基透明 p 型氧化物
材料科学
2017-04-05 v1
摘要
透明氧化物是许多技术的基本构建模块，范围涵盖透明电子元件、透明导体，到光伏和光电化学器件中的吸收层和保护层。然而，迄今为止，开发具有宽带隙和高空穴迁移率的 p 型氧化物一直十分困难；目前最先进的透明 p 型氧化物的空穴迁移率范围在 < 10 cm/Vs，远低于其 n 型对应物。利用高通量计算筛选来指导具有宽带隙和高空穴迁移率新型氧化物的发现，我们报告了一种满足这些要求的铋基双钙钛矿氧化物的计算识别与实验验证。我们确定的候选材料 BaBiTaO 具有大于 4 eV 的光学带隙和高于 30 cm/Vs 的霍尔空穴迁移率。我们用分子轨道直觉合理化这一发现：具有填满 s 轨道的 Bi 与氧 p 轨道强烈重叠，增加了金属 - 氧共价性的程度并有效降低了价带有效质量，而 Ta 形成了具有低电负性的导带，从而导致超出可见光范围的高带隙。我们这种理论与实验协同的努力指出了数据驱动材料发现日益增长的效用，以及将信息学与化学直觉相结合作为发现未来技术材料的一种途径。
引用
@article{arxiv.1412.4429,
title = {High-Mobility Bismuth-based Transparent P-Type Oxide from High-throughput Material Screening},
author = {Amit Bathia and Geoffroy Hautier and Tan Nilgianskul and Anna Miglio and Gian-Marco Rignanese and Xavier Gonze and Jin Suntivich},
journal= {arXiv preprint arXiv:1412.4429},
year = {2017}
}