Self-doping behavior and cation disorder in MgSnN2

纤锌矿晶体结构 结晶学 类型(生物学) 物理 兴奋剂 材料科学 凝聚态物理 化学 生态学 六方晶系 生物
作者
Dan Han,Stefan S. Rudel,Wolfgang Schnick,H. Ebert
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:105 (12) 被引量:16
标识
DOI:10.1103/physrevb.105.125202
摘要

Investigations on $\mathrm{II}\text{\ensuremath{-}}\mathrm{Sn}\text{\ensuremath{-}}{\mathrm{N}}_{2}$ ($\mathrm{II}=\mathrm{Mg}$, Ca) have been started very recently compared to the intense research of $\mathrm{Zn}\text{\ensuremath{-}}\mathrm{IV}\text{\ensuremath{-}}{\mathrm{N}}_{2}$ ($\mathrm{IV}=\mathrm{Si}$, Ge, Sn). In this work, we study the phase stability of ${\mathrm{MgSnN}}_{2}$ and ${\mathrm{ZnSnN}}_{2}$ in wurtzite and rocksalt phases by first principles calculations. The calculated phase diagram agrees with the experimental observation; i.e., ${\mathrm{MgSnN}}_{2}$ can form in the wurtzite and rocksalt phases while ${\mathrm{ZnSnN}}_{2}$ only crystallizes in the wurtzite phase. Due to the higher ionicity of Mg-N bonds compared to Sn-N bonds and Zn-N bonds, wurtzite-type ${\mathrm{MgSnN}}_{2}$ appears under Mg-rich conditions. The defect properties and doping behavior of ${\mathrm{MgSnN}}_{2}$ in the wurtzite phase are further investigated. We find that ${\mathrm{MgSnN}}_{2}$ exhibits self-doped $n$-type conductivity, and donor-type antisite defect ${\mathrm{Sn}}_{\mathrm{Mg}}$ is the primary source of free electrons. The high possibility of forming the stoichiometry-preserving ${\mathrm{Mg}}_{\mathrm{Sn}}+{\mathrm{Sn}}_{\mathrm{Mg}}$ defect complex leads to our study of cation disorder in ${\mathrm{MgSnN}}_{2}$ by using the cluster expansion method with first principles calculations. It is found that cation disorder in ${\mathrm{MgSnN}}_{2}$ induces a band-gap reduction because of a violation of the octet rule. The local disorder, namely, forming (4,0) or (0,4) tetrahedra, leads to an appreciable band-gap reduction and hinders the enhancement of the optical absorption.
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
刚刚
鹿鸣完成签到,获得积分10
1秒前
健壮灰狼完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
彬墩墩发布了新的文献求助10
2秒前
SciGPT应助耍酷灵松采纳,获得10
3秒前
qiong发布了新的文献求助10
4秒前
温暖的蓝天完成签到,获得积分10
4秒前
健壮灰狼发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
李爱国应助激情的饼干采纳,获得10
5秒前
anzhiyuan发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
Ayu发布了新的文献求助10
7秒前
碧蓝雨真完成签到,获得积分10
7秒前
西塔发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
黑米粥发布了新的文献求助50
8秒前
fd发布了新的文献求助10
9秒前
ruuuu发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
10秒前
单薄的绝施完成签到,获得积分10
10秒前
天天快乐应助Dreamhappy采纳,获得10
10秒前
冬日发布了新的文献求助10
12秒前
unlimit完成签到,获得积分10
12秒前
尊嘟假嘟发布了新的文献求助10
12秒前
14秒前
14秒前
Sakow发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
天天快乐应助WSX采纳,获得10
15秒前
16秒前
yu发布了新的文献求助10
16秒前
丘比特应助明亮紫易采纳,获得10
16秒前
李健应助健壮灰狼采纳,获得10
17秒前
17秒前
17秒前
李爱国应助111采纳,获得10
18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
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Introducing the Learning Sciences 600
Resiliency Scale for Adolescents--Chinese Version 600
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7322171
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8937608
关于积分的说明 18948674
捐赠科研通 6979994
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3214923
关于科研通互助平台的介绍 2382478
邀请新用户注册赠送积分活动 2194151