Role of Doping Ratio on The Sensing Properties of ZnO:SnO2 Thin Films
采用喷雾热分解法在玻璃和单晶硅衬底上制备了ZnO:SnO 2薄膜,用X射线衍射仪和原子力显微镜对薄膜的结构和形貌进行了分析。在不存在和暴露于NO2气体的情况下,通过电阻测量提供气敏测量。结果表明,掺杂氧化锡后,灵敏度有很好的提高。在掺杂比为9%、工作温度为200 ℃时获得最大灵敏度。
2018-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Line defects in Graphene: How doping affects the electronic and mechanical properties
石墨烯和碳纳米管具有非凡的机械和电子性能。然而,诸如局部非六边形重构或晶界的固有线缺陷显著降低拉伸强度,但具有令人兴奋的电子性质。在这里,我们从第一性原理的全势能密度泛函理论的水平上解决石墨烯中的线缺陷的性质,并评估掺杂作为一种策略,以加强这种材料。我们仔细解开的全局和局部的掺杂效果的比较结果从虚拟晶体近似与那些从本地取代的化学物种,为了获得详细的了解的断裂和稳定机制。我们发现,n型掺杂或局部取代氮的极限拉伸强度显着增加。特别地,它可以稳定超过原始材料的极限拉伸强度的缺陷。因此,我们建议将其作为加强石墨烯材料的关键策略。此外,我们发现,掺杂和/或施加外部应力导致可调和技术上有趣的金属/半导体过渡。
2016-01-25 cond-mat.mtrl-sci
Effect of silver doping on the electrical properties of a-Sb$_2$Se$_3$
本文报道了Ag掺杂对a-Sb_2Se_3在240-340 K温度范围和5 Hz-100 kHz频率范围内电性能的影响。研究了热掺杂对输运性质的影响。银掺杂产生两个均匀的相在样品中,并被发现是电压依赖于在研究的温度范围内和频率依赖于在较低的频率区域(0.1 - 10 kHz)。从直流电导率计算的活化能Eg和C' [= $σ_0$ exp($γ$ /k),其中$γ$是带隙的温度系数]分别在0.42 eV至0.26 eV和41.08 × 10 -6 $^-6$至2.902 × 10 -6 $\ohm^{-1}$ cm $^{-1}$之间变化。Ag掺杂可用于使样品在器件应用中更有用。
2007-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Modulation of the thermodynamic, kinetic and magnetic properties of the hydrogen monomer on graphene by charge doping
采用从头算方法研究了氢单体在掺杂石墨烯层上的热力学、动力学和磁学性质。电子掺杂提高了扩散势垒,空穴掺杂降低了扩散势垒,但两种掺杂都提高了脱附势垒。通过研究掺杂对石墨烯的键强度、氢单体与石墨烯之间的电子转移和库仑相互作用的影响,揭示了掺杂的机理。模拟了退火过程(退火时间$t_0 =$ 300 s)和恒速加热过程(加热速率$α=$ 1.0 K/s)期间掺杂石墨烯层上的H和D单体的动力学性质。电子和空穴掺杂被发现一般增加氢单体的脱附温度。发现电子掺杂防止氢单体的扩散,而空穴掺杂增强它们的扩散。当掺杂空穴密度达到$5.0\times10^{13}$ cm $^{-2}$时,可以实现氢单体在石墨烯上的宏观扩散。发现电子和空穴掺杂都降低了磁矩和交换劈裂,这可以用一个简单的交换模型来解释。本报告中的研究可以进一步增强对氢与石墨烯之间相互作用的理解,并有望有助于氢化石墨烯基器件的设计。
2010-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Effect of doping on SGS and weak half-metallic properties of inverse Heusler Alloys
已发现具有Mn和Co的Heusler合金表现出有趣的电子和磁性。Mn $_2$ CoAl是众所周知的SGS化合物,而Mn $_2$ CoGa具有弱的半金属特性。利用平面波赝势方法研究了Fe和Cr掺杂对化合物半金属性和磁性的影响。掺杂破坏了Mn $_2$ CoAl的SGS性质,而小规模掺杂增强了Mn $_2$ CoGa的半金属性,使其成为完美的半金属。在Mn $_2$ CoAl的情况下,掺杂降低了带隙,而对于Mn $_2$ CoGa注意到带宽增加。当掺杂量超过一定程度时,半金属性在两种情况下都被破坏。此外,我们还计算了Mn $_2$ CoZ合金的磁行为,发现掺杂样品的总磁矩比未掺杂样品的总磁矩高。
2020-08-11 cond-mat.mtrl-sci
Chlorine and zinc co-doping effects on the electronic structure and optical properties of γ-CuI
本研究通过第一性原理计算探究氯锌共掺杂对γ-CuI闪烁体电子结构与光学性质的调控作用,揭示各掺杂元素的影响规律,为优化其闪烁探测性能及拓展光电子应用提供理论指导。
2024-03-08 cond-mat.mtrl-sci
Doping effect on thermoelectric properties of MoS$_2$
本研究通过掺杂优化二硫化钼的热电性能,发现平面方向具有更高的ZT值,适合热电应用。
2013-05-22 cond-mat.mtrl-sci
Systematic study of Mn-doping trends in optical properties of (Ga,Mn)As
本文系统地研究了(Ga,Mn)As外延层的光学性质,包括Mn_Ga替代掺杂。的生长和生长后退火程序进行了优化,以获得尽可能接近均匀的未补偿的(Ga,Mn)As混合晶体的膜的每个标称Mn掺杂。我们在中红外吸收光谱中观察到一个宽的最大值,其位置表现出普遍的蓝移增加锰掺杂。在可见光区,随着Mn掺杂量的增加,磁性圆二色性的一个峰发生蓝移。这些观察到的趋势证实,无序加宽的价带状态提供了一个更好的单粒子表示的电子结构的高掺杂(Ga,Mn)的金属导电比假设的费米能级钉扎在一个狭窄的杂质带的能谱。
2010-07-27 cond-mat.mtrl-sci
Effects of hole doping on the electronic and optical properties of transparent conducting copper iodide
碘化锌铜作为p型半导体在透明电子学和透明热电学中的应用引起了越来越多的关注。技术应用的关键一步是通过掺杂提高碘化铜(CuI)的导电性,而不会降低透明度。最近的一项高通量计算研究表明,碘位点上的硫族元素取代可以作为浅受体。根据计算预测,最近在实验室中实现了碘位点上的氧、硫和硒取代掺杂,然而,这表明在技术应用的道路上仍然存在一些实验挑战。我们在这里通过{ \it ab initio}计算研究了此类取代对CuI电子和光学性质的影响。我们的研究结果表明,硫和硒掺杂是最好的候选人,以获得一个可控的空穴浓度的增加,同时保持在可见光和高空穴迁移率的透明度。
2022-12-21 cond-mat.mtrl-sci
High Yield Growth and Doping of Black Phosphorus with Tunable Electronic Properties
黑磷(BP)由于其独特的电子和光学性质,最近引起了人们的极大兴趣。掺杂是调控材料电子结构的一种有效策略,然而,直接、可控、高产率地生长BP及其掺杂仍然是一个巨大的挑战。在这里,我们报告了一种高效的短程运输(SDT)生长方法,并实现了迄今为止产量最高的高质量BP的可控生长,其中98%的赤磷转化为BP。通过这种SDT生长方法还实现了由As、Sb、Bi、Se和Te对BP的掺杂。光谱结果表明,掺杂系统地改变其电子结构,包括带隙,功函数和能带位置。因此,我们已经发现,掺杂BP样品(Sb和Te掺杂BP)的空气稳定性改善与原始BP相比,由于掺杂的导带最小值的下移。这项工作开发了一种新的方法来生长BP和掺杂BP,具有可调的电子结构和改善的稳定性,并应扩展这类材料在各个领域的用途。
2020-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric Properties of Graphene through BN-ring Doping: A Theoretical Investigation
本文通过DFT与半经验模型结合的多尺度模拟,研究硼嗪环掺杂对石墨烯热电性能的调控,发现BN浓度、旋转取向及无序分布显著影响电导和热导,热导可降低达40%,为提升BNC材料热电效率提供了理论路径。
2024-04-02 cond-mat.mtrl-sci
Controlling magnetism in 2D CrI3 by electrostatic doping
二维(2D)材料的原子厚度提供了一个独特的机会,通过静电掺杂来控制材料性能和设计新的功能。静电掺杂已经被证明可以在很宽的范围内调节2D材料的电学和光学性质,以及驱动电子相变。最近发现的原子级薄的磁性绝缘体开辟了电控制磁和具有前所未有的性能的新器件的前景。在这里,我们展示了单层和双层碘化铬的磁性控制静电掺杂使用双栅场效应器件结构。在单层CrI3,掺杂显着修改的饱和磁化强度,矫顽力和居里温度,表现出增强(减弱)磁序与空穴(电子)掺杂。值得注意的是,在双层CrI3掺杂急剧改变层间磁秩序,导致从反铁磁基态在原始形式的铁磁基态以上的临界电子密度的过渡。结果表明,强烈的掺杂依赖的层间交换耦合,这使得在双层CrI3的磁化强度的小的栅极电压的鲁棒切换。
2018-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and mechanical properties of Nitrogen doped (6,1) single walled carbon nanotube (SWCNT)from first-principles DFT and Molecular Dynamics approach
本文采用第一性原理和分子动力学模拟方法对氮掺杂的(6,1)单壁碳纳米管的电子和力学性质进行了研究。沿Z字形(zz)和扶手椅(ac)方向对SWCNT进行示意性N掺杂。扶手椅掺杂被认为是平行于管轴,而锯齿形是沿着垂直于管轴的横截面。在掺杂模式(zz和ac)中,我们观察到偶数N掺杂和奇数N掺杂的电子性质的变化。为了研究力学性能,我们采用从头算MD模拟。我们报告的拉伸响应的管上的掺杂剂浓度和掺杂图案的依赖性。单一N-掺杂的系统显示出增强的拉伸应力相比,原始的单壁碳纳米管的55%。而所有N掺杂体系的杨氏模量的变化几乎不变。
2021-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Correlation of the role of Li-doping in control of O-vacancies and Li interstitial formations in NiO with electrochemical properties
本研究通过在NiO中掺杂Li⁺,探究其对结构、声子、电子及电荷存储性能的影响,揭示了氧空位、Ni³⁺形成与Li掺入的关联,发现3%掺杂时电荷存储性能最优,6%掺杂因Li间隙生成性能下降。
2025-03-21 cond-mat.mtrl-sci
Carrier transport properties of the Group-IV ferromagnetic semiconductor Ge1-xFex with and without boron doping
研究了用分子束外延(MBE)生长的IV族铁磁半导体Ge_(1-x)Fe_x(x = 1.0和2.3%)薄膜的输运和磁性。为了精确测量100 nm厚Ge 1-xFex薄膜的输运特性,使用具有超薄Si主体层(~5 nm)的(001)取向绝缘体上硅(SOI)晶片作为衬底。由于Ge_(1-x)Fe_x薄膜中Fe含量较低,其反常的霍尔效应很小,因此通过霍尔测量可以准确地估计出Ge_(1-x)Fe_x薄膜中的空穴浓度和迁移率。通过硼掺杂,我们将Ge_(1-x)Fe_x中的空穴浓度从~1018 cm ~(-3)提高到~1020 cm ~(-3)(x = 1.0%)和~1019 cm ~(-3)(x = 2.3%),但没有观察到空穴浓度与磁性能之间的相关性。这一结果与III-V族铁磁半导体中的空穴感生铁磁性形成了对比。
2014-05-12 cond-mat.mtrl-sci
Stability and Electronic Properties of TiO2 Nanostructures With and Without B and N Doping
我们解决的主要挑战之一,二氧化钛-纳米,即带隙变窄,通过结合纳米结构的变化与掺杂。有了这个目标,我们比较二氧化钛的电子性质为小0 D集群,1D纳米棒和纳米管,2D层,3D表面和体相使用不同的近似在密度泛函理论和GW计算。特别是,我们提出了非常小的(R < 0.5 nm),但令人惊讶的稳定的纳米管有前途的性能。纳米管最初由具有PtO 2结构的TiO 2层形成,最小的(2,2)纳米管松弛为金红石纳米棒结构。我们发现,量子限制效应-正如预期的那样-通常会导致能隙的扩大。然而,取代掺杂硼或氮被发现引起(Meta)稳定的结构和引入的掺杂剂和中间带隙状态,有效地降低了带隙。硼被认为总是引起n型掺杂,而取决于局部键合几何形状,氮可以引起n型或p型掺杂。对于在团簇、纳米棒、纳米管、层和表面中发现的配位下的TiO 2表面结构,氮产生受体态,而对于较大的团簇和本体结构,引入供体态。
2010-01-14 cond-mat.mtrl-sci
Computer modelling of hafnium doping in lithium niobate
铌酸锂(LiNbO_3)是一种重要的工艺材料,具有良好的电光、声光、弹光、压电和非线性性能。用铪、Hf掺杂LiNbO3已经显示出提高材料对光损伤的抵抗力。计算机建模提供了一个有用的手段来确定掺杂和未掺杂的铌酸锂的性质,包括其缺陷化学,以及掺杂对结构的影响。在本文中,铪掺杂铌酸锂已建模,并最终缺陷配置被发现与实验结果一致。
2015-06-25 cond-mat.mtrl-sci
Role of electron and hole doping in NdNi1_xVxO3 Nanostructure
由于在相同温度附近同时发生几个相变,所以镍酸钕,NdNiO 3吸引吸引力。NdNiO 3的电子性质非常复杂,因为结构畸变、电子相关、电荷有序和轨道重叠在转变中起着重要作用。我们报告的电子和空穴注入的影响,通过掺杂一个单一的3d金属,V,在NdNiO 3纳米结构的电子性质的变化,而没有任何结构变形的理解。随着主要载流子的转换,观察到通过空穴掺杂和通过电子掺杂的金属到绝缘体转变的完全抑制的可逆电阻率调制超过五个数量级。没有任何结构变形和外部应变的电子性能的调制开辟了新的方向,考虑NdNi1_xNbO3纳米结构适用于新兴的电子器件。
2022-09-05 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Photoluminescence of Monolayer MoS2 via Chemical Doping
我们证明了通过化学掺杂单层(1 L)-MoS 2的光致发光(PL)特性的可调谐性。高电子亲合势的p型掺杂剂的吸附使1 L-MoS 2的发光强度显著增强,而n型掺杂剂的吸附使1 L-MoS 2的发光强度降低。这种PL调制的结果从激子PL和trion PL之间的切换取决于在1 L-MoS 2中的载流子密度。通过这种基于溶液的化学掺杂方法在1 L-MoS 2中实现载流子的提取和注入使得能够方便地控制原子级薄MoS 2的光学和电学性质。
2013-08-16 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and thermoelectric properties of CoTiSi half-Heusler alloy: Doping overtones
本研究通过密度泛函理论计算,优化CoTiSi半赫斯勒合金结构并分析其热电性能,发现P型掺杂的塞贝克电压和热电势显著高于N型,表明P型载流子具有更优的热电性能,为实验应用提供了基础。
2025-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Effect of doping on the thermoelectric properties of thallium tellurides using first principles calculations
采用密度泛函理论计算方法研究了Tl_5Te_3、BiTl_9Te_6和SbTl_9Te_6化合物的电子性质.优化得到的化合物晶格常数与实验值符合较好。BiTl_9Te_6和SbTl_9Te_6化合物的禁带宽度分别为0.589 eV和0.538 eV,与已有的实验数据一致。为了比较不同化合物的热电性能,我们使用莫特定律计算它们的热电势,并显示,如实验所预期的那样,取代的碲化物具有比纯化合物好得多的热电性能。
2011-11-02 cond-mat.mtrl-sci
Influence of doping on the properties of vanadium oxide gel films
研究了H、W掺杂对V_2O_5凝胶中V_2O_5和VO_2性质的影响。结果表明,V2 O 5在低温RF氢等离子体中处理1至10分钟导致五氧化二钒的水合或其还原(取决于处理条件)为较低的钒氧化物。在放电活性区进行等离子体处理的样品中,电阻随温度的变化具有非寻常的特性,在T ~ 100 K处有一个最大值。对于掺W的VO_2薄膜,结果表明,用W ~(6+)取代V ~(4+)导致金属-绝缘体转变温度降低。此外,它已被证明,掺杂的初始膜与~3原子%,W的加入减小了基于V_2O_5凝胶膜的S型I-V特性开关器件阈值参数的统计离散性。
2020-01-08 cond-mat.mtrl-sci
Effect on the Electronic and Magnetic Properties of Antiferromagnetic Topological Insulator MnBi$_2$Te$_4$ with Sn Doping
本研究探讨了非磁性Sn掺杂对反铁磁拓扑绝缘体MnBi$_2$Te$_4$电子与磁性质的影响,发现Sn掺杂削弱了反铁磁相互作用并降低反常霍尔效应所需磁场,同时向系统注入电子,在特定浓度内保持了拓扑性质。
2022-07-27 cond-mat.mtrl-sci
Unintentional F doping of the surface of SrTiO3(001) etched in HF acid -- structure and electronic properties
我们表明,HF酸蚀刻通常用于制备SrTiO 3(001)的异质外延生长的复合氧化物的结果在一个不可忽略的F掺杂水平内的终端表面层的TiO 2。使用X射线光电子能谱学和扫描角X射线光电子衍射的组合,我们确定,平均约13%的O阴离子在表面层被F取代,但F不占据O的网站在更深的层。尽管这种扰动的表面,费米能级保持unpinned,和表面态密度,它决定了带弯曲的量,是由F掺杂以外的因素。在STO表面的F的存在下,预计会导致在复杂的氧化物异质结涉及STO衬底,因为杂质散射的电子迁移率较低。通过用去离子水中的沸腾代替HF蚀刻步骤,可以显著减少无意的F掺杂,这与氧气管式炉退火结合,使表面平坦并且TiO 2终止。
2011-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Ag doping on structural, optical, and photocatalytic properties of ZnO nanoparticles
在$400\,^{\circ}\mathrm{C}$上,采用一种基于短时间固相研磨和煅烧前驱体粉末的简单快速的方法成功制备了Ag掺杂ZnO纳米粒子。采用X射线衍射(XRD)、紫外-可见分光光度计和光致发光(PL)光谱研究了Ag稀掺杂对ZnO纳米粒子的结构、光学和光催化性能的影响。X射线衍射分析表明,Ag掺杂ZnO以六方纤锌矿结构固化。在PL测试中,随着银掺杂量的增加,深能级发射强度降低。X射线光电子能谱学(XPS)分析表明,Ag主要以金属态存在,ZnO主要以纤锌矿结构存在。这种金属状态伴随着独特的氧化锌性能脱色甲基紫,有效。第一性原理计算表明Ag在ZnO中的深能级具有n型行为,而在具有晶界的ZnO结构中,通过浅态的p型性质占主导地位,与本工作中研究的粉末样品相同。研究结果表明,银掺杂ZnO纳米粒子在光电子学、自旋电子学和废水处理等领域具有良好的应用前景。
2015-08-03 cond-mat.mtrl-sci
Exploiting magnetic properties of Fe doping in zirconia
在这项研究中,我们探索,从理论和实验方面,Fe掺杂的影响,在ZrO 2(ZrO 2:Fe)。利用第一性原理模拟方法研究了铁原子的磁化强度和相互作用。我们还考虑了这是如何影响的氧空位的存在下,并比较我们的研究结果与模型的基础上杂质带和载体介导的磁相互作用。在实验上,采用原子层沉积法制备了高掺杂浓度的ZrO_2:Fe薄膜(~20 nm)。我们提供的实验证据表明,Fe是均匀分布在ZrO 2的透射电子显微镜和能量色散X-射线成像,而X-射线衍射证明存在的萤石晶体结构。交变梯度力磁力仪测量显示在室温下的磁信号,然而具有低的每个原子的磁矩。实验测量和理论模拟的结果进行了比较。
2013-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Chemical doping-induced gap opening and spin polarization in graphene
通过第一性原理计算,我们报道了一种化学掺杂诱导的石墨烯带隙。采用基于密度泛函理论的从头算方法,计算了CrO $_3$与石墨烯层相互作用的结构和电子性质. CrO $_3$充当电子受体,通过化学吸附改变石墨烯表面的原始电子和磁性。在电子性质中引起的变化强烈依赖于CrO $_3$吸附位点,并且对于某些位点,有可能在电子能带结构中打开间隙。自旋极化效应也预测了一些吸附配置。
2007-11-07 cond-mat.mtrl-sci
Spinel LiGa$_5$O$_8$ prospects as ultra-wideband-gap semiconductor: band structure, optical properties and doping
本文通过准粒子自洽GW方法和Bethe Salpeter方程研究尖晶石型LiGa$_5$O$_8$的能带结构与光学性质,确定其光学带隙约5.2 eV,并发现Si掺杂是有效的浅施主n型掺杂方案。
2024-01-15 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced interlayer interactions in Ni-doped MoS$_2$, and structural and electronic signatures of doping site
MoS $_2$的晶体结构在平面内具有强共价键,在平面外具有弱范德华相互作用,这引起了诸如固体润滑、光电子学和催化等应用的有趣特性,这可以通过过渡金属掺杂来增强。然而,改善的机制,甚至掺杂材料的结构可能是不清楚的,我们解决与理论计算。在我们以前的工作上Ni掺杂的散装2 H相的基础上,现在我们比较多型体(1H单层和3R散装),以确定有利的网站Ni和掺杂对结构,电子性质和层的解离能的影响。最有利的嵌入/吸附原子的网站是四面体嵌入3R(如2 H)和Mo-顶部的1H。相对能量表明,Mo或S的取代可能导致2 H到3R的相变。我们发现的结构和电子特性,可用于识别掺杂位点,包括金属行为的Mo取代的3R和2 H,和间隙状态的Mo和S取代的1H,这可能有有趣的光电应用。我们观察到一个大的增强层间相互作用的Ni掺杂的MoS $_2$,与其他过渡金属的效果相反。对于润滑应用,这种增加的层离解能可能是低磨损的机制。我们系统的研究表明,掺杂浓度的影响,我们推断到低掺杂的限制。这项工作提供了深入了解以前不清楚的结构Ni掺杂的MoS $_2$,以及如何可以通过实验检测,掺杂的单层和散装系统的能量和结构的关系,掺杂下的电子性质,以及掺杂对层间相互作用的影响。
2021-06-30 cond-mat.mtrl-sci
Impact of Ge, Ga, and Al doping on the mechanical and electronic properties of Cr$_3$Si: insights from first-principles calculations
本研究基于第一性原理DFT计算,系统揭示了Ge、Ga和Al掺杂对Cr$_3$Si力学与电子性质的影响,发现掺杂会降低材料刚度与热导率,其中Ge掺杂能保持各向同性,是平衡力学与热性能的最佳掺杂剂。
2025-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the electronic and chemisorption properties of hexagonal MgO nanotubes by doping - Theoretical study
氧化物材料提供了广泛的有趣的物理和化学性质。在纳米尺度上,氧化物的行为更加多样化,使这些材料有资格用于许多应用。在本研究中,我们使用密度泛函理论计算来研究不同长度的六角氧化镁纳米管的物理和化学性质。我们分析了Li、B、C、N和F掺杂对纳米管性能的影响。我们发现,所有的掺杂剂有利于边缘位置时,纳入纳米管。掺杂导致净磁化强度,其值取决于杂质的类型。以CO分子为探针,研究了未掺杂和掺杂MgO纳米管的吸附性能。我们的研究结果表明,掺杂剂的网站也显着改变化学反应性的中心。虽然原始的MgO纳米管吸附CO弱,非常强的吸附在掺杂剂的网站(B-,C-和N-掺杂的纳米管)或相邻的边缘原子(F-和Li-掺杂的纳米管)观察。我们的研究结果表明,氧化物材料中的杂质工程可能是一个有前途的战略,为开发新的材料,可能用作选择性吸附剂或催化剂。
2018-06-21 cond-mat.mtrl-sci
Modulating Peierls distortion of 1T_prime MoS2 via charge doping: a new charge density wave phase, reversible phase transition, and excellent electromechanical properties
过渡金属二硫属化合物(TMD)的1 T ′相是一种低对称性的电荷密度波(CDW)相,可以看作是高对称性1 T相的周期性畸变结构(Peierls畸变)。本文利用密度泛函理论(DFT)计算,研究了正电荷(空穴)注入对MoS 2 1T_prime的Peierls畸变的调制作用.当空穴掺杂浓度为~ 0.10h+/atom时,发现了一种新的稳定的CDW相,命名为1Tt_prime。空穴的充放电可以引起MoS 2在1 T、1T_prime和1Tt_prime三相之间的可逆相变。这种可逆的相变导致优异的机电性能,包括高达-5.8%的应变输出,具有小的磁滞回线、多阶超弹性和多形状记忆效应,这在纳米级的有源机电器件设计中是有价值的。对空穴掺杂下电子结构的变化进行了深入的分析,以理解新的CDW相和观察到的相变。使用电荷掺杂来调制二维材料中的Peierls畸变可以作为纳米活性物质设计的一般概念。
2019-12-16 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Pb doping on the crystallization process and thermoelectric properties of Ge2Sb2Te5 phase change material
A.B. Nalbandyan Institute of Chemical Physics NAS RA(纳尔班扬化学物理研究所);Belgorod State University(别尔哥罗德国立大学);Institute of Radiophysics and Electronics NAS RA(无线电物理与电子研究所)
研究通过铅掺杂调控Ge₂Sb₂Te₅材料的结晶转变与热电性能,发现其能降低晶化温度并提升功率因子至1.3。
2026-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Influence of Al-doping on the structural, magnetic, and electrical properties of La$_{1-x}$Ba$_x$Mn$_{1-x}$Al$_x$O$_3$ ($0\leq x \leq 0.25$) manganites
研究了Al掺杂对La $_{1-x}$ Ba $_x$ Mn $_{1-x}$ Al $_x$ O $_3$($0\leq x \leq 0.25$)亚锰酸盐在750 $^oC$和1350 $^oC$两种温度下退火后的结构、磁性和电学性能的影响。XRD分析表明,所有样品均为单相菱面体结构,空间群为R $\bar{3}$ c。随着Al掺杂量的增加,所有样品的晶胞体积几乎都减小。研究了退火温度和Al掺杂对晶粒长大的影响。我们观察到,当Al离子取代Mn离子位时,TPDMATHABMS温度降低。通过磁化率的样品的磁性研究结果在格里菲斯和自旋玻璃相掺杂铝的样品。随着电阻率测量结果,$T_{MIT}$(金属-绝缘体)转变温度降低,系统成为绝缘体。L0样品在165 K附近发生了绝缘体-金属转变,而H 0样品由于氧的非化学计量比,这种转变很弱。绝热小极化子跳跃; 2.可变距离跳跃; 3.渗流模型,阻力进行了研究。
2016-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Calculation of Carrier Doping-Induced Half-Metallicity, and Transformation of Easy Axis in Two-Dimensional MSi2N4 (M = Cr, Mn, Fe, and Co) Monolayers
该研究利用密度泛函理论计算,考察 MSi2N4(M = Cr、Mn、Fe、Co)单层的稳定性、电磁性质及载流子掺杂诱导的半金属性与易轴转变。
2023-04-21 cond-mat.mtrl-sci
2D Magnetic Semiconductors via Substitutional Doping of Transition Metal Dichalcogenides
本文综述了通过CVD方法对TMDs单层进行掺杂以制备二维磁性半导体的研究,探讨了掺杂对材料结构与光电磁性质的影响,并重点介绍了掺杂诱导的铁磁性与谷泽曼位移等磁学性质,为自旋电子学等应用提供指导。
2023-03-20 cond-mat.mtrl-sci
Widely tunable band gap in a multivalley semiconductor SnSe by potassium doping
SnSe是一种具有类似于黑磷层状晶体结构的IV-VI族单硫族化合物,由于其优异的热电性能和潜在的器件应用前景,近年来引起了人们的广泛关注。价带和导带的实验电子结构对于理解空穴与电子掺杂对热电性能的影响以及进一步揭示掺杂后带隙的可能变化至关重要。在这里,我们报告的多谷价带具有大的有效质量的半导体SnSe晶体,并通过电子掺杂揭示单谷导带,提供一个完整的热电物理图片。此外,通过钾沉积的电子掺杂,SnSe的带隙可以从1.2 eV到0.4 eV进行宽范围的调谐,为可调谐电子和光电子器件提供了新的机会。
2018-05-29 cond-mat.mtrl-sci
Terahertz properties of Dirac fermions in HgTe films with optical doping
介绍并讨论了临界厚度碲化汞(HgTe)薄膜的太赫兹特性。通过可见光使用无接触光学掺杂来控制载流子的密度。在HgTe的磁光响应中,可以识别两种类型的载流子(电子和空穴)的贡献。电子的密度可以通过光照射改变一个以上的数量级。由于空穴密度大致与照明无关,因此受照样品的太赫兹响应变为纯电子响应。在某些情况下,光照射可以将定性的电动力学响应从类空穴转换为类电子。电子的回旋质量可以从数据中提取出来,并在很宽的参数范围内显示出对电荷浓度的平方根依赖性。这可以解释为线性色散关系的明确证明,即Dirac型载流子。
2016-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Roles of Defects and Sb-doping in the Thermoelectric Properties of Full-Heusler Fe2TiSn
本文结合实验制备与DFT计算,揭示Fe2TiSn中铁空位主导本征p型掺杂、Sb取代引发n/p型补偿与磁性,并测得近室温优良热电性能。
2025-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Doping Effects on the Charge-Density-Wave Dynamics in Blue Bronze
研究了纯K $_{0.3}$ MoO $_{3}$单晶、掺Rb和掺W蓝青铜单晶的直流电阻率和非线性输运性质随温度的变化关系。与Rb掺杂相比,W掺杂对电输运性质和Peierls跃迁的影响更大。特别是,在纯的和Rb掺杂的样品中观察到的非线性传输的阈值场的温度依赖性的最大值在100 K左右,是不存在的W掺杂的K $_{0.3}$ MoO $_{3}$。这些结果进行了讨论,相对于建议的inincerate-concerned过渡的电荷密度波及其与杂质和正常载流子的相互作用。
2005-01-14 cond-mat.mtrl-sci
Improving the Optical and Thermoelectric Properties of Cs2InAgCl6 with Substitutional Doping: A DFT Insight
新一代铟基无铅Cs_2InAgCl_6具有良好的空气稳定性和无毒特性,是一种很有前途的光伏应用卤化物材料。但其宽带隙(> 3eV)不适合太阳光谱,因此降低了器件应用的光电效率。在这里,我们报告了一个显着的带隙从3.3 eV到0.6 eV的替代掺杂和它的光电子和光热电性能的第一性原理研究的影响。结果表明,Sn/Pb和Ga & Cu共掺杂显著提高了价带最大值(VBM)附近的态密度,使VBM向上移动,从而降低了禁带宽度,而碱金属(K/Rb)的掺杂使禁带宽度略有增加。在共掺杂的情况下,在Shockley-Queisser极限附近观察到一个强的吸收峰,而在Sn/Pb掺杂的情况下,我们注意到一个吸收峰位于太阳光谱的可见光区中部。带隙的性质是间接的,Cu-Ga/Pb/Sn掺杂会显着降低带隙。在500 K时,Pb掺杂使n型载流子的功率因数(PF)显著增加(2.03 mW/mK ~ 2),是原始情况(0.6 mW/mK ~ 2)的3.5倍。
2020-01-21 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the Magnetic and Electronic Properties of Strontium Titanate by Carbon Doping
采用第一性原理计算和广义梯度近似(GGA)及GGA+U方法研究了不同碳掺杂结构的钛酸锶的磁性和电子性质.研究结果表明,碳掺杂SrTiO 3的结构稳定性、电子性质和磁性强烈依赖于碳掺杂之间的距离。在GGA和GGA+U计算中,当碳掺杂剂是最近邻时,掺杂结构是稳定的,并具有双掺杂的特征,这可以归因于随着C-C距离变小,伴随着更强的C-C杂化和更弱的C-Ti杂化的C-C二聚体对的形成。随着C-C距离的增加,在GGA计算中,C掺杂的SrTiO 3从n型半金属变为铁磁/反铁磁半金属和反铁磁/铁磁半导体,而使用GGA+U方法,它从半金属半导体变为铁磁半金属和反铁磁半导体。我们的工作表明,定制的C掺杂SrTiO 3的磁性和电子性能的可能性,这可能会提供一些指导,以扩大钛酸锶作为磁性或光电材料的应用。
2020-12-20 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Gd/Nd doping on the magnetic properties of PrMnO3
研究了Pbnm空间群化合物Pr_(1-x)(Gd/Nd)_xMnO_3(x=0.3,0.5,0.7)的单相正交钙钛矿体系的温度磁性能。在掺杂化合物的DC磁化测量(在50 Oe)中,在低于尼尔温度(TN)下观察到磁化反转。这可能是由于两个磁性子晶格之间的反平行耦合(|Pr+Gd/Nd|和Mn)。随着温度的降低,|Pr+ Gd/Nd|在负内场作用下,由于Mn磁矩的倾斜,离子开始发生自旋。在50 K下的磁滞曲线显示了亚铁磁特性和磁性亚晶格中离子的自旋倾斜的存在。Arrott图显示了该系统的场诱导二级顺磁到亚铁磁(PM-FiM)相变。
2016-06-10 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio Study of Effect of Co Substitution on the Magnetic Properties of Ni and Pt-based Heusler Alloys
采用基于密度泛函理论的计算方法,深入研究了Co替代对Ni基和Pt基记忆合金磁性能的影响。我们显示了系统的总磁矩的变化,作为一个功能的Co掺杂。详细分析了海森堡交换耦合参数随Co掺杂的变化规律。发现RKKY型交换相互作用的强度随着Co掺杂的增加而衰减。
2016-12-22 cond-mat.mtrl-sci
Impact of hole-doping on the thermoelectric properties of pyrite FeS2
本文通过第一性原理计算发现空穴掺杂FeS2具有高室温热电势(608 μV/K),但电导率低且晶格热导率高,导致ZT值低于0.1,表明其热电应用潜力有限。
2024-11-07 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties of (Fe$_{1-x}$Co$_x$)$_2$B alloys and the effect of doping by 5$d$ elements
我们已经探索,计算和实验,磁性能的\fecob{}合金。计算提供了一个很好的协议与实验方面的饱和磁化强度和磁晶各向异性能在描述钴$_2$ B的一些困难,它被发现,在动态平均场理论处理的全势效应和电子相关性是重要的正确的描述。该材料在$x=0.1$和$x=0.5$之间的钴浓度范围内表现出单轴磁各向异性。磁各向异性的温度依赖性的一个简单的模型表明,复杂的非单调的温度行为主要是由于在带结构的变化,因为交换分裂减少了温度。使用基于密度泛函理论的计算,我们已经探索了整个范围内的5 $d$过渡金属的过渡金属亚晶格的替代掺杂的效果,发现Re或W元素的掺杂应显着提高磁晶各向异性能。实验上,W掺杂没有成功地提高磁各向异性,由于形成其他相。另一方面,掺杂的Ir和Re是成功的,并导致磁各向异性,与理论预测一致。特别地,掺杂2.5~at. Re在Fe/Co位上的磁晶各向异性能与其母体(Fe $_{0.7}$ Co $_{0.3}$)$_2$ B化合物相比增加了50%,这使得该系统例如在永磁体替代材料的背景下或在其中大的磁各向异性是重要的其它领域中令人感兴趣。
2015-09-01 cond-mat.mtrl-sci
Structural and transport properties of 4f electron doped Y1-x(Dy)xPdBi topological semi-metallic thin films
研究了4f电子掺杂对脉冲激光沉积法制备的Dy掺杂半Heusler Y1-x(Dy)xPdBi(x =0,0.2,0.5,1)薄膜的结构、电学和磁输运性质的影响。Dy掺杂导致晶格收缩,随着Dy掺杂的增加,晶格收缩从母体x =0样品的0%增加到x=1样品的约1.3%。电输运测量表明,在3 K至300 K的温度范围内的典型的半金属行为和电阻率急剧下降,在低温(小于3 K)的所有样品。高磁场下的磁输运测量和Shubnikov de-Hass振荡表明,对于这些拓扑非平凡的样品,Dy掺杂诱导的晶格收缩在修改费米面、载流子浓度和有效电子质量方面起着积极的作用。有一个统一的抑制超导性的发病与增加Dy掺杂,这可能是有关的增加本地交换场所产生的4f电子在Dy。结果表明,通过f电子掺杂可以调节YPdBi的能带结构参数,应变薄膜Y1-x(Dy)xPdBi在低温下表现出表面主导的相对论载流子输运.
2021-02-04 cond-mat.mtrl-sci
Evolution of Microstructure and Relaxor Ferroelectric Properties in (La_zBa_(1-z)(Ti0.80Sn0.20)O3
本文报道了一系列镧掺杂的锡钛酸钡(LBTS)陶瓷的微观结构与铁电性能的关系。采用固相反应法制备了样品,XRD分析表明样品为单相结构。扫描电子显微镜显示,虽然低La掺杂1原子%产生抑制晶粒生长在1 LBTS,较高的La掺杂量产生较大的叶状晶粒。这种特殊的晶粒生长和微结构演变可以归因于以下两个竞争因素的组合:(i)由于La掺杂导致的O空位的抑制导致晶粒生长抑制和(ii)由于共晶现象导致La掺杂高于2原子%导致2-D(叶状)晶粒的成核和生长的机制的增强。介电常数的测量表明,除了La增强扩散相变在BTS中,但其频率依赖性仅观察到在2原子%的La掺杂。这种特征弛豫行为和La掺杂的特定拉曼峰的强度的增加,以及非饱和PE磁滞回线证实了2和3原子% La掺杂BTS的极性纳米区域的存在。然而,由于晶粒尺寸减小,介电常数不能显著提高。
2016-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Sr doping on structure, morphology and transport properties of Bi$_2$Se$_3$ epitaxial thin films
报道了在(111)BaF $_2$衬底上分子束外延生长Sr掺杂Bi $_2$ Se $_3$薄膜,旨在实现Sr $_x$ Bi $_2$ Se $_3$单晶所固有的特殊超导特性。尽管组成范围很广,但我们没有实现超导性。为了探索原因,我们研究了薄膜的结构,形态和电子性质,并将它们与单晶的相应性质进行比较。的c-晶格常数的依赖关系的薄膜上的Sr含量似乎是超过一个数量级强于晶体。相应地,所有其他性质也有很大不同,表明Sr原子在晶格中的位置不同。我们认为,这些结构性差异来自于增长条件的本质差异。我们的研究需要更详细的结构研究和新的生长方法来设计超导Sr $_x$ Bi $_2$ Se $_3$薄膜。
2019-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and Optical properties of TM-doped (8,0) SiC SWNT and the prospect of hydrogen storage
采用第一性原理密度泛函理论,在量子espresso程序中研究了过渡金属(TM)掺杂单壁(8,0)SiC纳米管的性质.所研究的性质是电子、光学和储氢前景,而用于掺杂的过渡金属是铁、锰和钴。结果表明,铁磁有序更好地描述了掺杂过程中的磁序。掺杂导致半金属性质。TM-3d和C-2 p在费米能级附近的杂化导致了半金属性的出现。此外,该管的光电特性和储氢容量也发生了变化。掺杂似乎导致光电子学应用范围的扩大,从远红外到可见光的光伏效应。此外,该管似乎显示出储氢的潜力。
2022-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Effect of electron- and hole-doping on properties of kagome-lattice ferromagnet Fe3Sn2
该研究利用密度泛函理论分析 Mn/Co 取代 Fe3Sn2 的空穴与电子掺杂效应,揭示磁矩、DOS 及节点能带简并随掺杂类型和浓度的演化。
2023-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the Magnetic and Electronic Properties of Monolayer VI3 by 3d Transition Metal Doping: A First-Principles Study
具有强磁性的二维材料在自旋电子学中有着广阔的应用前景,引起了人们极大的关注。最近,本征铁磁三碘化钒(VI 3)已被实验合成。为了提高其自旋电子学性能,我们对VI 3进行了间隙掺杂,并用第一性原理计算研究了VI 3和3d过渡金属(TM)掺杂的VI 3单层膜的几何结构、形成能、电子性质和磁性.在八种过渡金属(Sc-、Ti-、V-、Cr-、Mn-、Fe-、Co-和Ni-)掺杂的VI 3材料中,其中四种(Ti-、V-、Mn-和Ni-掺杂的VI 3)显示出在费米能附近具有全自旋极化的稳健磁性。我们的研究表明,Ti掺杂的VI 3导致半金属半导体特性(HMS),而V掺杂的VI 3和Ni掺杂的VI 3导致半半导体特性(HSC)。令人惊讶的是,Mn掺杂的VI 3表现出不寻常的双极磁性半导体性质(BMS)。这种强铁磁性和100%自旋极化与半金属、半导体或双极半导体性质的独特组合使得3d TM掺杂的VI 3成为下一代半导体自旋电子应用的潜在候选者。这些自旋极化材料将是非常有用的自旋电流产生和其他自旋电子应用。
2021-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Defect-induced modulation of magnetic, electronic and optical properties of double perovskite oxide La$_2$CoMnO$_6$
采用第一性原理密度泛函方法研究了电子和空穴掺杂La $_2$ CoMnO $_6$(LCMO)的结构.空穴和电子掺杂分别通过在La $^{3+}$位引入Sr $^{2+}$和在LCMO中引入O位空位来实现。电子结构的计算表明,空穴掺杂改变了Co离子的电荷和价态,而电子掺杂影响Mn离子。引入缺陷被发现,以提高反位无序(ASD)在Co/Mn网站,这是预期影响系统的磁介电性能。我们的计算表明,虽然ASD和/或空穴掺杂诱导半金属在LCMO,电子掺杂恢复其绝缘状态。通过将不同共线自旋组态的DFT总能量映射到伊辛哈密顿量上,使用交换常数进行的平均场计算发现,缺陷倾向于降低居里温度($T_C$)。有趣的是,计算出的系统的线性光学特性表明,该材料在存在缺陷的情况下具有高双折射值的光学活性,这是光通信和激光工业中非常受欢迎的特性。
2021-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Indium doping on structural and thermoelec-tric properties of SnTe
Adamas University(亚当斯大学);Vidyasagar Metropolitan College(维迪亚萨加尔大都市学院);UGC-DAE Consortium for Scientific Research(UGC-DAE科学研究联盟)
研究通过固态反应法合成Sn₁₋ₓInₓTe样品,分析掺杂对结构参数、电阻率和热电功率的影响,发现Sn₀.₉₆In₀.₀₄Te样品在热电性能上表现最优。
2026-04-13 cond-mat.mtrl-sci