First principles study on hydrogen doping induced metal-to-insulator transition in rare earth nickelates RNiO3 (R = Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Yb)

兴奋剂 金属-绝缘体过渡 材料科学 过渡金属 金属 带隙 电子结构 电阻率和电导率 凝聚态物理 纳米技术 化学物理 化学 物理 光电子学 冶金 催化作用 有机化学 量子力学 生物化学
作者
Pilsun Yoo,Peilin Liao
出处
期刊:Physical Chemistry Chemical Physics [The Royal Society of Chemistry]
卷期号:22 (13): 6888-6895 被引量:28
标识
DOI:10.1039/c9cp06522a
摘要

Rare earth nickelates (RNiO3), consisting of a series of correlated transition metal oxides, have received increasing attention due to their sharp metal-to-insulator transition (MIT). Previous reports focused on understanding the origin and modulation of thermally driven MIT by strain effects, cation doping, or external electric field. Recently, it was reported that isothermal chemical doping of hydrogen can induce MIT and increase resistivity by ∼8 orders of magnitude, which opens up the possibility of utilizing these oxides to develop advanced electronic and sensing devices. In this study, we applied first principles methods to study geometric and electronic structures of MIT driven by hydrogen doping in a series of rare earth nickelates RNiO3 (R = Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Yb). Hybrid functional HSE06 calculations predict that all oxides under study exhibit sharp MIT, opening up an ∼3 eV band gap after hydrogen doping, with band gap values slightly increasing from Pr to Yb. We find that the R site elements play a key role in determining hydrogen adsorption energies and hydrogen migration barriers, which controls how difficult it would be for the hydrogen atoms to migrate inside the oxides. Detailed information on geometries, electronic structures, migration barriers and adsorption energies of hydrogen provides guidance for further optimizing these materials for future experiments and applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
科研通AI2S应助Again采纳,获得10
1秒前
yushun2完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
wesley完成签到 ,获得积分10
2秒前
TheLimerence发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
不是山谷发布了新的文献求助10
6秒前
大模型应助纯真的中道采纳,获得10
6秒前
hx关闭了hx文献求助
8秒前
无情鼠标完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
YSY完成签到,获得积分10
10秒前
TheLimerence完成签到,获得积分10
10秒前
香蕉觅云应助彩色的万仇采纳,获得10
11秒前
11秒前
11秒前
12秒前
不是山谷完成签到,获得积分10
13秒前
mzhmhy完成签到,获得积分10
13秒前
wzzznh发布了新的文献求助10
14秒前
郑阔发布了新的文献求助30
14秒前
哈哈发布了新的文献求助10
14秒前
聪明冬瓜发布了新的文献求助10
16秒前
奥利奥爱好者完成签到,获得积分10
16秒前
ZGL完成签到,获得积分20
16秒前
大模型应助zzn采纳,获得10
17秒前
17秒前
沉默妙彤发布了新的文献求助10
17秒前
科研通AI6.1应助wonboy采纳,获得10
18秒前
18秒前
18秒前
淡淡的板凳完成签到 ,获得积分10
18秒前
19秒前
19秒前
19秒前
hx关闭了hx文献求助
19秒前
21秒前
22秒前
Again发布了新的文献求助10
23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
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 纳米技术 化学工程 生物化学 物理 计算机科学 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 细胞生物学 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6019978
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7615766
关于积分的说明 16163500
捐赠科研通 5167680
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2765746
邀请新用户注册赠送积分活动 1747634
关于科研通互助平台的介绍 1635715