Estudio DFT de la estabilidad de la superficie polar ZNO (000-1)-O debido a la presencia de metales de Transición (Co, Mn) como dopantes

Autores
Reimers, Walter Guillermo; Gallegos, María Victoria; Luna, Carla Romina; Damonte, Laura Cristina; Sambeth, Jorge Enrique; Marchetti, Jorge Mario; Juan, Alfredo
Año de publicación
2022
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
En este trabajo hemos estudiado, mediante la teoría del funcional de la densidad (DFT), el efecto de Co y Mn como dopantes -sustitucionales e intersticiales- en la superficie de ZnO polar. Se calcularon energías de formación de estas superficies dopadas, y se realizó un análisis de los cambios magnéticos que estas especies inducen. También se estudiaron los cambios geométricos producidos por estos dopantes. En cuanto a la energía de formación, para ambos dopantes, la ubicación intersticial en la primera bicapa es más favorable respecto a la sustitucional. El mayor valor de momento magnético se obtiene en Co como impureza sustitucional, mientras que intersticial para la especie Mn. Ambas especies producen un debilitamiento de los enlaces zinc 3 oxígenos superficiales.
This work presents a study, through the density functional theory (DFT), of the effect of Co and Mn as dopants -substitutional and interstitial- on the surface of polar ZnO. Formation energy, of these doped surfaces, was calculated and it is performed an analysis of the magnetic changes induced by these dopant species. Moreover, the geometric changes were studied. From the formation energy values obtained, it is observed that the interstitial location in the first bilayer is more favorable for both dopants. The highest magnetic moment values are obtained for substitutional Co and interstitial Mn. Finally, both impurities produce a weakening of the surface zinc-oxygen bonds.
Fil: Reimers, Walter Guillermo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; Argentina
Fil: Gallegos, María Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; Argentina
Fil: Luna, Carla Romina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; Argentina
Fil: Damonte, Laura Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentina
Fil: Sambeth, Jorge Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; Argentina
Fil: Marchetti, Jorge Mario. Norwegian University of Life Sciences; Noruega. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; Argentina
Fil: Juan, Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; Argentina
Materia
óxidos
magnetismo
impureza
energía de formación
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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En cuanto a la energía de formación, para ambos dopantes, la ubicación intersticial en la primera bicapa es más favorable respecto a la sustitucional. El mayor valor de momento magnético se obtiene en Co como impureza sustitucional, mientras que intersticial para la especie Mn. Ambas especies producen un debilitamiento de los enlaces zinc 3 oxígenos superficiales.This work presents a study, through the density functional theory (DFT), of the effect of Co and Mn as dopants -substitutional and interstitial- on the surface of polar ZnO. Formation energy, of these doped surfaces, was calculated and it is performed an analysis of the magnetic changes induced by these dopant species. Moreover, the geometric changes were studied. From the formation energy values obtained, it is observed that the interstitial location in the first bilayer is more favorable for both dopants. The highest magnetic moment values are obtained for substitutional Co and interstitial Mn. Finally, both impurities produce a weakening of the surface zinc-oxygen bonds.Fil: Reimers, Walter Guillermo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; ArgentinaFil: Gallegos, María Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; ArgentinaFil: Luna, Carla Romina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; ArgentinaFil: Damonte, Laura Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Sambeth, Jorge Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; ArgentinaFil: Marchetti, Jorge Mario. Norwegian University of Life Sciences; Noruega. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; ArgentinaFil: Juan, Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. 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This work presents a study, through the density functional theory (DFT), of the effect of Co and Mn as dopants -substitutional and interstitial- on the surface of polar ZnO. Formation energy, of these doped surfaces, was calculated and it is performed an analysis of the magnetic changes induced by these dopant species. Moreover, the geometric changes were studied. From the formation energy values obtained, it is observed that the interstitial location in the first bilayer is more favorable for both dopants. The highest magnetic moment values are obtained for substitutional Co and interstitial Mn. Finally, both impurities produce a weakening of the surface zinc-oxygen bonds.
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