Co-substituted BiFeO3: electronic, ferroelectric, and thermodynamic properties from first principles

铁电性 铋铁氧体 材料科学 带隙 多铁性 背景(考古学) 固溶体 相(物质) 亚稳态 杂质 凝聚态物理 光催化 化学物理 电子能带结构 电介质 化学 光电子学 物理 有机化学 古生物学 催化作用 生物 冶金
作者
Shivani Grover,Keith T. Butler,Umesh V. Waghmare,Ricardo Grau‐Crespo
出处
期刊:Cornell University - arXiv [Cornell University]
被引量:1
标识
DOI:10.48550/arxiv.2201.11161
摘要

Bismuth ferrite, BiFeO3, is a multiferroic solid that is attracting increasing attention as a potential photocatalytic material, because the ferroelectric polarisation enhances the separation of photogenerated carriers. With the motivation of finding routes to engineer the band gap and the band alignment, while conserving or enhancing the ferroelectric properties, we have investigated the thermodynamic, electronic and ferroelectric properties of BiCoxFe1 xO3 solid solutions, with 0 < x < 0.13, using density functional theory. We show that the band gap can be reduced from 2.9 eV to 2.1 eV by cobalt substitution, while simultaneously increasing the spontaneous polarisation, which is associated with a notably larger Born effective charge of Co compared to Fe cations. We discuss the interaction between Co impurities, which is strongly attractive and would drive the aggregation of Co, as evidenced by Monte Carlo simulations. Phase separation into a Co-rich phase is therefore predicted to be thermodynamically preferred, and the homogeneous solid solution can only exist in metastable form, protected by slow cation diffusion kinetics. Finally, we discuss the band alignment of pure and Co-substituted BiFeO3 with relevant redox potentials, in the context of its applicability in photocatalysis.

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
刚刚
丘比特应助世界采纳,获得10
1秒前
田様应助lin采纳,获得10
1秒前
2秒前
尊嘟假嘟发布了新的文献求助10
2秒前
科研通AI6.4应助QXS采纳,获得30
2秒前
嘉心糖应助长大水果采纳,获得30
2秒前
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
Lucas应助yyyy采纳,获得10
5秒前
Violeta完成签到,获得积分10
5秒前
好名字发布了新的文献求助10
6秒前
超级凤梨发布了新的文献求助10
6秒前
舒心师发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
比巴卜完成签到,获得积分20
7秒前
在水一方应助wang采纳,获得10
7秒前
7秒前
哎呀完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
柒玖柒发布了新的文献求助10
8秒前
多云发布了新的文献求助10
9秒前
whisht发布了新的文献求助10
9秒前
比巴卜发布了新的文献求助10
10秒前
食用菌完成签到,获得积分10
10秒前
zihanShen发布了新的文献求助10
10秒前
xx发布了新的文献求助10
10秒前
生动的莆完成签到,获得积分10
11秒前
科研通AI6.2应助linger采纳,获得10
11秒前
11秒前
ddzzgz完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
12秒前
爱睡觉的辉辉完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
然大宝完成签到,获得积分10
15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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
模型平均及其应用 900
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
Évora na Idade Média 555
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 550
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7345146
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8957438
关于积分的说明 19020446
捐赠科研通 6996719
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3219917
关于科研通互助平台的介绍 2384835
邀请新用户注册赠送积分活动 2200164