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J-GLOBAL ID：201502211014744313   整理番号：15A1085960

結晶および非晶質のZnSにおけるCuドーピングおよびp-型補償のDFT+U検討

DFT+U studies of Cu doping and p-type compensation in crystalline and amorphous ZnS

著者 (3件)： PHAM Hieu H. (Joint Center for Artificial Photosynthesis and Materials Sciences Div. Lawrence Berkeley National Lab., Berkeley ...) ,  BARKEMA Gerard T. ,  WANG Lin-Wang
資料名： Physical Chemistry Chemical Physics  (Physical Chemistry Chemical Physics)
巻： 17  号： 39  ページ： 26270-26276  発行年： 2015年10月21日 
JST資料番号： A0271C  ISSN： 1463-9076  CODEN： PPCPFQ  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 硫化亜鉛は,太陽エネルギーおよび光電子利用において大きな需要を有するp-型透明導電材料の開発のための優れた候補である。Cuによるドーピングは太陽スペクトルへの光透過性を維持したままZnSをp-型にする1つの潜在的な方法であるが,これはZnS中のCuの極めて低い溶解度およびp-型特性を取り除く電荷補償機構による制約を受ける。これらの機構は結晶構造(c-ZnS)と非晶質構造(a-ZnS)とで異なり,これら2種類のZnS相におけるCuのドーピングの傾向ならびにp-型材料を形成する実現可能性を差別化する。本研究においては連続ランダムネットワークモデルおよびHubbardのエネルギー補正を有する密度汎関数理論(DFT+U)を用いてc-ZnSとa-ZnSとの両方におけるCuドーピングの基本的な検討を行った。2つのCu_Znおよび1つのS空孔を含む錯体の形成はどちらの相でも非常に有利であった。DFT計算によって得たこの電荷補償Cu錯体の局所環境は従来のEXAFS測定値と良好に一致した。一方でa-ZnSにCuを取込むとその結晶対応物(閃亜鉛鉱型)と比較して許容性が高く,より高いCu濃度の可能性を示した。他方で,a-ZnSにおけるp-型特性を補償する別の固有機構すなわち共有結合S-S「ダンベル」単位の形成もあった。S-S結合を形成する局所構造のこの再構成は自発的に進行可能であり,従ってZnSのp-型ドーピングは非晶質相中でさえ困難であった。Copyright 2015 Royal Society of Chemistry All Rights reserved. Translated from English into Japanese by JST

シソーラス用語： *硫化亜鉛 ,  *ドーピング ,  閃亜鉛鉱型結晶 ,  非晶質 ,  密度汎関数法 ,  不純物補償 ,  *銅化合物
準シソーラス用語： 電荷補償

分類 (2件)： その他の無機化合物の電気伝導  (BM03044O) ,  塩  (CD01050V)

タイトルに関連する用語 (8件)： 結晶 ,  非晶質 ,  ZnS ,  Cu ,  ドーピング ,  型 ,  補償 ,  DFT+U