稀有气体作为 ZnO 中的功能性掺杂剂
材料科学
2019-02-21 v2
摘要
由于轨道全充满，稀有气体被认为在标准条件下化学惰性，对材料性质影响有限。然而，使用第一性原理计算，我们在此证明在 ZnO 中插入稀有气体（即 He、Ne 或 Ar）会导致材料电子密度的局部失稳，其由稀有气体与其周围原子的原子轨道的不利重叠最小化所驱动。具体而言，ZnO 中的稀有气体缺陷（间隙或替位）将其周围原子的电子密度推离缺陷。同时，主体材料限制稀有气体的电子密度。因此，He、Ne 或 Ar 与不同电荷态 q 的 ZnO 的 O 空位（ZnO:VOq）的相互作用影响了空位稳定性及其电子结构。值得注意的是，我们发现稀有气体是一种功能性掺杂剂，可使深隙内 VOq 态离域并将与空位相关的电子提升至导带。
引用
@article{arxiv.1901.00187,
title = {Noble gas as a functional dopant in ZnO},
author = {Oleksandr I. Malyi and Kostiantyn V. Sopiha and Clas Persson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.00187},
year = {2019}
}
备注
15 pages, 4 figures