Meta-generalized gradient approximation time-dependent density functional theory study of electron trapping in Hf- and Zr-doped lutetium oxide: influencing the oxygen vacancy

掺杂剂 空位缺陷 材料科学 兴奋剂 密度泛函理论 彭宁离子阱 电子 原子物理学 化学 计算化学 结晶学 物理 光电子学 量子力学
作者
Andrii Shyichuk
出处
期刊:Acta Crystallographica Section B: Structural Science, Crystal Engineering and Materials [Wiley]
卷期号:79 (6): 437-449 被引量:1
标识
DOI:10.1107/s2052520623007709
摘要

This work analyzes the effects of a nearby Hf or Zr dopant on the electron density trapped at an oxygen vacancy site. The two metals are among the dopants used to achieve thermoluminescence and energy storage in phosphors based on cubic lutetium oxide (c-Lu2O3). The presence of oxygen vacancies is anticipated in those phosphors. If the dopant is located outside the immediate surroundings of the vacancy site, the resulting optical trap depth is similar to that of the isolated oxygen vacancies (1.6-1.7 eV versus 1.7 eV). If the dopant is one of the four metal cations surrounding the vacancy site, the corresponding trap depth is 2.0-2.1 eV. Using time-dependent density-functional theory calculations, it was found that the excitation of the vacancy-trapped electrons can take two forms: a local excited state at the vacancy site can be formed, or an electron transfer to Hf might occur. With charge compensation in mind, several structures with three defects were analyzed: the dopant cation, the vacancy and an interstitial oxygen (Hf/Zr plus a Frenkel pair). These last two systems with the dopant in a +4 oxidation state and a single electron trapped at the vacancy site correspond to zero total charge, while another electron can be trapped. The vacancy site is expected to trap the electron, not the dopant. The composite defects of the dopant and Frenkel pair are thus considered the most likely electron traps in cubic Lu2O3:Hf and cubic Lu2O3:Zr.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
12发布了新的文献求助10
2秒前
xy发布了新的文献求助10
2秒前
xiaofei应助沈青樾采纳,获得10
3秒前
3秒前
zhang完成签到,获得积分10
6秒前
a15670270171发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
所所应助ling采纳,获得10
7秒前
szh关闭了szh文献求助
9秒前
我最爱摸鱼完成签到,获得积分10
10秒前
xy完成签到,获得积分10
11秒前
款款发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
12秒前
慕青应助12采纳,获得10
15秒前
15秒前
15秒前
15秒前
21秒前
ling发布了新的文献求助10
21秒前
滴滴哒完成签到,获得积分10
21秒前
悦耳人生发布了新的文献求助10
22秒前
Eina完成签到,获得积分20
23秒前
萘萘子完成签到 ,获得积分10
24秒前
风兮发布了新的文献求助10
25秒前
orixero应助甜甜的紫丝采纳,获得10
25秒前
28秒前
28秒前
29秒前
29秒前
杨华启应助sci采纳,获得20
30秒前
魔幻冷霜关注了科研通微信公众号
30秒前
34秒前
34秒前
34秒前
皮皮发布了新的文献求助10
36秒前
Zhuzhu完成签到 ,获得积分10
36秒前
FAST发布了新的文献求助10
37秒前
vivi发布了新的文献求助150
37秒前
37秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Applied Min-Max Approach to Missile Guidance and Control 3000
Metallurgy at high pressures and high temperatures 2000
Inorganic Chemistry Eighth Edition 1200
High Pressures-Temperatures Apparatus 1000
Free parameter models in liquid scintillation counting 1000
Standards for Molecular Testing for Red Cell, Platelet, and Neutrophil Antigens, 7th edition 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6318359
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8134625
关于积分的说明 17052670
捐赠科研通 5373307
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2852250
邀请新用户注册赠送积分活动 1830165
关于科研通互助平台的介绍 1681813