Ab initiostudy of bilateral doping within theMoS2-NbS2system

兴奋剂 掺杂剂 从头算 密度泛函理论 材料科学 电子结构 结晶学 金属 物理 凝聚态物理 计算化学 化学 量子力学 冶金
作者
V. V. Ivanovskaya,Alberto Zobelli,Alexandre Gloter,Nathalie Brun,V. Serin,C. Colliex
出处
期刊:Physical Review B [American Physical Society]
卷期号:78 (13) 被引量:108
标识
DOI:10.1103/physrevb.78.134104
摘要

We present a systematic study on the stability and the structural and electronic properties of mixed molybdenum-niobium disulphides. Using density-functional theory we investigate bilateral doping with up to 25% of ${\text{MoS}}_{2}$ $({\text{NbS}}_{2})$ by Nb (Mo) atoms focusing on the precise arrangement of dopants within the host lattices. We find that over the whole range of considered concentrations, Nb doping of ${\text{MoS}}_{2}$ occurs through a substitutional mechanism. For Mo in ${\text{NbS}}_{2}$ both interstitial and substitutional dopings can coexist depending upon the particular synthesis conditions. The analysis of the structural and electronic modifications of the perfect bulk systems due to the doping is presented. We show that substitutional Nb atoms introduce electron holes to the ${\text{MoS}}_{2}$ leading to a semiconductor-metal transition. On the other hand, the Mo doping of ${\text{NbS}}_{2}$ does not alter the metallic behavior of the initial system. The results of the present study are compared with available experimental data on mixed ${\text{MoS}}_{2}{\text{-NbS}}_{2}$ (bulk and nanoparticles).
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