NixCd1-xO薄膜中轨道杂化诱导的能带偏移现象
材料科学
2019-06-07 v4
摘要
我们展示了NixCd1-xO（x= 0、0.02、0.05、0.1、0.2、0.4、0.8、1）薄膜中阳离子杂质辅助的能带偏移现象，并进一步从轨道杂化修饰的角度进行了讨论。成分和结构研究表明，Cd2+被Ni2+离子的阳离子取代导致（220）衍射峰的单调移动，表明晶格畸变受到抑制，而随着Ni浓度增加演化的局部应变主要与Cd2+和Ni2+离子的电负性不匹配有关。事实上，费米能级向导带极小值钉扎随着Ni浓度增加而发生，其代价是电子补偿氧空位的减少，导致载流子浓度分布的改变，最终影响导带电子的带边有效质量，并进一步促成带隙重整化。此外，拉曼光谱显示的477 cm-1处纵向光学（LO）模的出现也表明电子-声子散射的积极参与，而X射线吸收近边结构和X射线光电子能谱研究证实了局部配位环境的改变，特别是反交叉相互作用，以及Ni掺杂下卫星特征和shake-up态的存在。这些结果表明随着Ni的掺入轨道杂化逐渐减弱，导致电子的带边有效质量减小。最后，分子动力学模拟反映NiO薄膜的晶格参数相比未掺杂薄膜减少了13%，而投影态密度计算进一步支持了轨道杂化随Ni浓度增加而减弱的实验观测。
引用
@article{arxiv.1904.11885,
title = {Orbital hybridization induced band offset phenomena in NixCd1-xO thin films},
author = {Arkaprava Das and Deobrat Singh and Chetan Prakash Saini and Rajeev Ahuja and Anumeet Kaur},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.11885},
year = {2019}
}
备注
44 pages, 15 figures