铱掺杂作为在 BaTiO3 中实现可见光吸收与 p 型行为的策略
材料科学
2023-02-16 v1 化学物理
摘要
BaTiO3 通常是一种强 n 型材料,可通过掺杂与控制合成条件调节其光电特性。其宽禁带仅能利用太阳光谱的紫外区。尽管取得显著进展,实现具有可调载流子浓度的可见光吸收 BTO 仍具挑战性,而这是诸多应用的关键需求。本工作中,通过铱掺杂实现了具有可见光吸收的 p 型 BTO。利用先进光谱工具与计算电子结构分析进行详细分析,以解释 Ir 掺杂后的 n 到 p 型转变。结果从机理上揭示了掺杂位点占据、禁带内掺杂位置以及影响载流子浓度的缺陷化学之间的相互作用。Ti3+ 施主能级浓度及相互关联的氧空位在 Ir 掺杂后降低,归因于 p 型行为。由于在禁带内形成了 Ir3+ 或 Ir4+ 的带隙内能级,可引发从这些能级或向这些能级的跃迁,从而实现可见光吸收。这种新开发的 Ir 掺杂 BTO 可成为一种极具前景的 p 型钙钛矿氧化物,在太阳能燃料生成、自旋电子学与光电子学中具有直接应用潜力。
引用
@article{arxiv.2302.07480,
title = {Iridium-doping as a strategy to realize visible light absorption and p-type behavior in BaTiO3},
author = {Sujana Chandrappa and Simon Joyson Galbao and P S Sankara Rama Krishnan and Namitha Anna Koshi and Srewashi Das and Stephen Nagaraju Myakala and Seung Cheol Lee and Arnab Dutta and Alexey Cherevan and Satadeep Bhattacharjee and Dharmapura H K Murthy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.07480},
year = {2023}
}
备注
21 pages, 8 figures