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J-GLOBAL ID：201902220607004063   整理番号：19A2299149

非希薄酸化物固溶体における光吸収の起源と制御:Sr(Ti,Fe)O_3-xペロブスカイトの事例研究【JST・京大機械翻訳】

Origins and Control of Optical Absorption in a Nondilute Oxide Solid Solution: Sr(Ti,Fe)O_3-x Perovskite Case Study

著者 (7件)： Perry Nicola H. (Department of Materials Science and Engineering and Materials Research Laboratory, University of Illinois at Urbana-Champaign, Illinois, United States) ,  Perry Nicola H. (International Institute for Carbon-Neutral Energy Research (WPI-I2CNER), Kyushu University, Fukuoka, Japan) ,  Kim Namhoon (Department of Mechanical Science and Engineering, and Materials Research Laboratory, University of Illinois at Urbana-Champaign, Illinois, United States) ,  Ertekin Elif (International Institute for Carbon-Neutral Energy Research (WPI-I2CNER), Kyushu University, Fukuoka, Japan) ,  Ertekin Elif (Department of Mechanical Science and Engineering, and Materials Research Laboratory, University of Illinois at Urbana-Champaign, Illinois, United States) ,  Tuller Harry L. (International Institute for Carbon-Neutral Energy Research (WPI-I2CNER), Kyushu University, Fukuoka, Japan) ,  Tuller Harry L. (Department of Materials Science and Engineering, Massachusetts Institute of Technology, Massachusetts, United States)
資料名： Chemistry of Materials  (Chemistry of Materials)
巻： 31  号： 3  ページ： 1030-1041  発行年： 2019年 
JST資料番号： T0893A  ISSN： 0897-4756  CODEN： CMATEX  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 非希薄酸化物固溶体の欠陥媒介光吸収を理解し,合理的に調整することは複雑な課題である。本研究では,SrTiO_3-SrFeO_2.5固溶体中の組成を調べ,より簡単な希薄Fe置換SrTiO_3の場合から出発した。パルスレーザ蒸着と密度汎関数理論シミュレーションにより作製した混合導電性薄膜のex situ及びin situ光吸収測定を通して,光吸収挙動の理解と合理的な調整を実証した。実験的に,広いサブギャップ吸収ピークは,2.1と2.8~3eVを中心とし,Feおよび/またはO濃度の増加とともに強度が増加し,Laドナードーパント濃度の増加とともに減少した。これらの観察と一致して,吸収はホール濃度に比例し,完全酸化条件下ではFe濃度に比例することが分かった。この挙動は希薄な場合と類似している。しかし,固溶体の電子構造と光吸収挙動は,剛体バンドモデルのFermi準位シフトによって簡単には表現できない。シミュレーションにより,これらの傾向を確認し,ハイブリッド(O 2p/Fe 3d)価電子帯最大とハイブリッド(Ti/Fe 3d)伝導帯極小における空状態における価電子バンドから空状態への吸収の原因となる遷移を同定した。酸素または鉄の添加またはLaの除去は,価電子帯の頂部および伝導帯の底における空の状態密度を増加させ,これらの遷移の強度を増加させる。固体溶液挙動を研究するためのこのアプローチは将来の他のシステムに拡張することができ,吸収の起源の基礎的理解は薄膜点欠陥濃度と速度論の定量的プローブとしてその場利用を可能にする。Copyright 2019 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *光吸収 ,  *固溶体 ,  密度汎関数法 ,  Fermi準位 ,  プローブ ,  *酸化物 ,  *鉄 ,  伝導バンド ,  価電子バンド ,  酸素 ,  薄膜 ,  シミュレーション ,  電子構造 ,  速度論 ,  ランタン

分類 (1件)： 塩基,金属酸化物  (CD01030Z)

タイトルに関連する用語 (9件)： 酸化物 ,  固溶体 ,  光吸収 ,  起源 ,  Sr ,  Ti ,  Fe ,  ペロブスカイト ,  研究