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 物理 有机化学 量子力学 化学
作者
Yueqin Wang,Lili Zheng,Ping Liu,Fuzhang Chen,Chen Ren
出处
期刊:Ferroelectrics [Informa]
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
YKT完成签到,获得积分10
1秒前
Zh发布了新的文献求助20
1秒前
Ethanyoyo0917完成签到,获得积分10
1秒前
最初的远方完成签到,获得积分10
1秒前
咸鱼发布了新的文献求助30
2秒前
X先生完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
在水一方应助水123采纳,获得10
3秒前
学术牛马发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
子车茗应助丁真人采纳,获得30
4秒前
无机盐发布了新的文献求助10
4秒前
6秒前
张静瑶完成签到,获得积分10
6秒前
群山完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
冷酷的水壶完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
雾山五行发布了新的文献求助10
10秒前
希望天下0贩的0应助Alan采纳,获得10
10秒前
脑洞疼应助熊熊阁采纳,获得10
10秒前
打打应助xiaoyao采纳,获得10
10秒前
11秒前
鲲kun完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
科研通AI6应助wwl采纳,获得10
11秒前
良景似尘完成签到,获得积分10
12秒前
聪慧的白猫完成签到,获得积分10
12秒前
财路通八方完成签到 ,获得积分10
12秒前
LL完成签到,获得积分10
13秒前
好好学习发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
华仔应助终抵星空采纳,获得10
14秒前
田様应助等待的凝芙采纳,获得10
14秒前
共享精神应助仁仁仁采纳,获得10
14秒前
文盲文案完成签到,获得积分10
15秒前
子晓时夜完成签到,获得积分10
16秒前
wen完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
大个应助单薄的发卡采纳,获得10
16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
Encyclopedia of Agriculture and Food Systems Third Edition 2000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
人脑智能与人工智能 1000
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5600383
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4686008
关于积分的说明 14841407
捐赠科研通 4676475
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2538721
邀请新用户注册赠送积分活动 1505781
关于科研通互助平台的介绍 1471186