Structural and Electronic Properties of MgO/TiO2 Interfaces: A First-Principles Molecular-Simulation Study

异质结 密度泛函理论 材料科学 带隙 导带 带偏移量 电子结构 价(化学) 凝聚态物理 电子能带结构 电荷密度 价带 光电子学 计算化学 化学 电子 物理 量子力学 有机化学
作者
Wei Wei Liu,Yubo Jia,Sateesh Bandaru,Lizhong Zhao,Niall J. English,Xuefeng Zhang
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:125 (19): 10795-10802 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.1c02209
摘要

Owing to their importance in solar energy applications, we investigate here the MgO/TiO2 interface based on first-principles density functional theory (DFT) calculations, focusing on elucidating the underlying geometric structure and electronic properties. For the MgO and TiO2 surfaces as well as the TiO2/MgO(001) heterojunction, DFT+U calculations were performed to explore the densities of states, charge-density differences, local potentials, and the band offset. These studies reveal that the MgO/TiO2(001) heterostructure is of type I, that is, of straddling-gap type rather than staggered type. In the case of the MgO/TiO2 interface, we have explored the band structures and valence band and conduction band offsets in addition to performing Bader charge analysis. The thermodynamic stability of these heterostructures was scrutinized. Furthermore, we explored the TiO2 convergence of predicted properties by increasing the thickness of TiO2 at the MgO/TiO2 interface, revealing that increasing the thickness of the TiO2 surface beyond that originally considered does not change the electronic properties, such as the valence band maximum and conduction band minimum. The optical absorption study reveals boosts therein for the constructed heterostructures, which were significantly enhanced with a detectable red shift compared with those of individual slabs.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
霸气以寒完成签到,获得积分10
刚刚
zhang发布了新的文献求助10
刚刚
天天快乐应助Minteresting采纳,获得10
2秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
丘比特应助科研通管家采纳,获得30
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
FashionBoy应助科研通管家采纳,获得30
4秒前
4秒前
ding应助kol采纳,获得10
5秒前
健忘书兰完成签到,获得积分10
6秒前
茶巽完成签到,获得积分20
6秒前
Hello完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
脑洞疼应助薛定谔的猫采纳,获得10
8秒前
汉堡包应助友好诗柳采纳,获得30
8秒前
小泡泡完成签到 ,获得积分10
9秒前
Sicily完成签到,获得积分10
12秒前
清茶完成签到,获得积分20
12秒前
从容的暗夜完成签到,获得积分10
13秒前
tananna完成签到,获得积分10
14秒前
陈乔发布了新的文献求助10
14秒前
chendumo完成签到,获得积分10
15秒前
芈冖完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
踏实乌冬面应助15134786587采纳,获得10
17秒前
听蝉完成签到,获得积分10
20秒前
小黑鲨完成签到,获得积分10
20秒前
Akim应助茶巽采纳,获得10
20秒前
巫马尔槐完成签到,获得积分10
23秒前
月亮与六便士完成签到,获得积分10
23秒前
东方欲晓应助zhang采纳,获得10
24秒前
英姑应助从容的暗夜采纳,获得10
26秒前
32秒前
百甲完成签到,获得积分10
32秒前
33秒前
高分求助中
Rock-Forming Minerals, Volume 3C, Sheet Silicates: Clay Minerals 2000
The late Devonian Standard Conodont Zonation 2000
Nickel superalloy market size, share, growth, trends, and forecast 2023-2030 2000
The Lali Section: An Excellent Reference Section for Upper - Devonian in South China 1500
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 910
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 800
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3262769
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2903373
关于积分的说明 8325014
捐赠科研通 2573399
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1398263
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 654051
邀请新用户注册赠送积分活动 632668