Tunable photocatalytic and magnetic properties in Y and transition metals (TM = Mn, Co, Ni, Cu, Zn) co-doped BiFeO 3 : DFT + U study*

材料科学 兴奋剂 过渡金属 光催化 铁磁性 带隙 磁化 杂质 凝聚态物理 磁矩 吸收边 磁性半导体 催化作用 光电子学 磁场 生物化学 量子力学 物理 有机化学 化学
作者
Yueqin Wang,Lili Zheng,Ping Liu,Fuzhang Chen,Chen Ren
出处
期刊:Ferroelectrics [Taylor & Francis]
卷期号:615 (1): 212-222 被引量:2
标识
DOI:10.1080/00150193.2023.2262648
摘要

AbstractThe magnetic and optical properties of Y and transition metals (TM = Mn, Co, Ni, Cu, Zn) co-doped BiFeO3 (BFO) are studied through first principles calculations. The (Y + TM)-codoping produces obvious improved magnetization, and the (Y + Mn)-BFO, (Y + Ni)-BFO and (Y + Zn)-BFO systems exhibit strong ferromagnetism with total magnetic moments of 3.97 μB, 3.97 μB, and 5.09 μB per supercell, respectively. The calculated band gaps of all co-doped configurations are further narrowed compared with that of Y mono-doped BFO, indicating that (Y + TM)-codoping extends the optical absorption edge to the visible light region. The (Y + Cu)-BFO shows the minimum band gap due to the impurity bands locate in the mid-gap. The prediction photocatalytic activities are in order of (Y + TM)-BFO > Y-BFO > BFO, indicating that Y and TM co-doping can significantly enhance the catalytic performance, which is consistent with the results in experiment. Especially, the (Y + Mn)-BFO display excellent catalytic performance among them, revealing that Mn doping provides an efficiency strategy for improved ferromagnetic and optical properties in Y-BFO.Keywords: BiFeO3co-dopingmagnetic momentsphotocatalyticfirst-principles Disclosure StatementNo potential conflict of interest was reported by the authors.Additional informationFundingThis work was supported by the Key Projects of Support Program for Outstanding Young Talents in Colledges and Universities of Anhui Province (Grant No. gxyq2022018), the Key Technologies R&D Program of Anhui Province of China (Grant No. 202104a05020033), the Opening Project of State Key Laboratory of High Performance Ceramics and Superfine Microstructure (Grant No. SKL 2020003SIC), and the Talent Introduction Project of Anhui University of Science and Technology.

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
刚刚
1秒前
SciGPT应助现代听枫采纳,获得10
1秒前
科研狗应助xu采纳,获得30
1秒前
深情安青应助熊二浪采纳,获得10
1秒前
小马甲应助王博林采纳,获得10
1秒前
1秒前
1秒前
112完成签到,获得积分20
2秒前
2秒前
2秒前
玥来玥好发布了新的文献求助10
3秒前
彪壮的若男完成签到 ,获得积分10
3秒前
Revovler完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
枇杷膏发布了新的文献求助10
4秒前
09nankai完成签到,获得积分10
4秒前
6秒前
学不动发布了新的文献求助10
6秒前
NexusExplorer应助蓝莓恰巴塔采纳,获得10
6秒前
东东完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
YY发布了新的文献求助10
7秒前
平淡无敌发布了新的文献求助10
7秒前
LYH发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
现代听枫完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
Tcell完成签到,获得积分10
9秒前
frost发布了新的文献求助10
9秒前
蘑菇丰收发布了新的文献求助10
9秒前
傲娇醉冬应助有魅力怜菡采纳,获得10
10秒前
如如如如发布了新的文献求助10
10秒前
坚强三德完成签到 ,获得积分10
10秒前
xuwen发布了新的文献求助10
10秒前
tian发布了新的文献求助10
11秒前
简言发布了新的文献求助20
11秒前
doou发布了新的文献求助10
11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
晶种分解过程与铝酸钠溶液混合强度关系的探讨 8888
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 6422286
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8241174
关于积分的说明 17516843
捐赠科研通 5476343
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2892815
邀请新用户注册赠送积分活动 1869266
关于科研通互助平台的介绍 1706703