Erhart, Paul ; Klein, Andreas ; Albe, Karsten (2022)
First-principles study of the structure and stability of oxygen defects in zinc oxide.
In: Physical Review B, 72 (8)
doi: 10.26083/tuprints-00021170
Artikel, Zweitveröffentlichung, Verlagsversion
Kurzbeschreibung (Abstract)
A comparative study on the structure and stability of oxygen defects in ZnO is presented. By means of first-principles calculations based on local density functional theory we investigate the oxygen vacancy and different interstitial configurations of oxygen in various charge states. Our results reveal that dumbbell-like structures are thermodynamically the most stable interstitial configurations for neutral and positive charge states due to the formation of a strongly covalent oxygen–oxygen bond. For negative charge states the system prefers a split-interstitial configuration with two oxygen atoms in almost symmetric positions with respect to the associated perfect lattice site. The calculated defect formation energies imply that interstitial oxygen atoms may provide both donor- and acceptor-like defects.
| Typ des Eintrags: | Artikel |
|---|---|
| Erschienen: | 2022 |
| Autor(en): | Erhart, Paul ; Klein, Andreas ; Albe, Karsten |
| Art des Eintrags: | Zweitveröffentlichung |
| Titel: | First-principles study of the structure and stability of oxygen defects in zinc oxide |
| Sprache: | Englisch |
| Publikationsjahr: | 2022 |
| Verlag: | American Physical Society |
| Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: | Physical Review B |
| Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: | 72 |
| (Heft-)Nummer: | 8 |
| Kollation: | 7 Seiten |
| DOI: | 10.26083/tuprints-00021170 |
| URL / URN: | https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/21170 |
| Zugehörige Links: | |
| Herkunft: | Zweitveröffentlichungsservice |
| Kurzbeschreibung (Abstract): | A comparative study on the structure and stability of oxygen defects in ZnO is presented. By means of first-principles calculations based on local density functional theory we investigate the oxygen vacancy and different interstitial configurations of oxygen in various charge states. Our results reveal that dumbbell-like structures are thermodynamically the most stable interstitial configurations for neutral and positive charge states due to the formation of a strongly covalent oxygen–oxygen bond. For negative charge states the system prefers a split-interstitial configuration with two oxygen atoms in almost symmetric positions with respect to the associated perfect lattice site. The calculated defect formation energies imply that interstitial oxygen atoms may provide both donor- and acceptor-like defects. |
| Status: | Verlagsversion |
| URN: | urn:nbn:de:tuda-tuprints-211709 |
| Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): | 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau |
| Fachbereich(e)/-gebiet(e): | 11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften 11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft 11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Fachgebiet Materialmodellierung 11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Fachgebiet Oberflächenforschung DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > C - Modellierung DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > C - Modellierung > Teilprojekt C2: Atomistische Computersimulationen von Defekten und deren Bewegung in Metalloxiden DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > D - Bauteileigenschaften DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > D - Bauteileigenschaften > Teilprojekt D3: Funktion und Ermüdung oxidischer Elektroden in organischen Leuchtdioden |
| Hinterlegungsdatum: | 20 Apr 2022 12:13 |
| Letzte Änderung: | 21 Apr 2022 05:07 |
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