CaAl$_2$Si$_2$型Zintl相化合物CaZn$_2X_2$（$X$ = As, P）中n型掺杂的可能性
材料科学
2022-06-01 v1
摘要
受近期理论建议——向多种CaAlSi型Zintl相化合物中掺入电子可能带来高热电性能的启发，我们利用第一性原理计算探索了CaZn（ = As, P）实现n型（电子载流子）掺杂的可能性。我们考虑CaZn的如下两种n型掺杂情形：碱土金属（= Mg, Ca, Sr, Ba）与第3族元素（= Sc, Y, La）的间隙位掺杂，以及对Ca位的替代掺杂。对这些缺陷在各种电荷态下形成能的评估表明，在所考虑的可能性中， = Ca/Mg或 = Sc/Y的间隙位掺杂，以及 = La/Y对Ca位的替代掺杂相对有利。特别是，对于CaZn（ = As, P），La对Ca位的替代掺杂形成能在所考虑情形中最低且为负值，这意味着La有望自发替代Ca位并提供电子载流子。我们还发现，对于所考虑的每种掺杂情形，缺陷形成能在 = As时均小于 = P时，表明前者比后者更易实现n型掺杂。
引用
@article{arxiv.2109.11146,
title = {Possibility of n-type doping in CaAl$_2$Si$_2$-type Zintl phase compound CaZn$_2X_2$ ($X$ = As, P)},
author = {Kazutaka Nishiguchi and Masayuki Ochi and Chul-Ho Lee and Kazuhiko Kuroki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.11146},
year = {2022}
}
备注
7 pages, 7 figures