TU Darmstadt / ULB / TUbiblio

First-principles study of intrinsic point defects in ZnO: Role of band structure, volume relaxation, and finite-size effects

Erhart, Paul ; Albe, Karsten ; Klein, Andreas (2022)
First-principles study of intrinsic point defects in ZnO: Role of band structure, volume relaxation, and finite-size effects.
In: Physical Review B, 2006, 73 (20)
doi: 10.26083/tuprints-00021169
Artikel, Zweitveröffentlichung, Verlagsversion

WarnungEs ist eine neuere Version dieses Eintrags verfügbar.

Kurzbeschreibung (Abstract)

Density-functional theory (DFT) calculations of intrinsic point defect properties in zinc oxide were performed in order to remedy the influence of finite-size effects and the improper description of the band structure. The generalized gradient approximation (GGA) with empirical self-interaction corrections (GGA+U) was applied to correct for the overestimation of covalency intrinsic to GGA-DFT calculations. Elastic as well as electrostatic image interactions were accounted for by application of extensive finite-size scaling and compensating charge corrections. Size-corrected formation enthalpies and volumes as well as their charge state dependence have been deduced. Our results partly confirm earlier calculations but reveal a larger number of transition levels: (1) For both the zinc interstitial as well as the oxygen vacancy, transition levels are close to the conduction band minimum. (2) The zinc vacancy shows a transition rather close to the valence band maximum and another one near the middle of the calculated band gap. (3) For the oxygen interstitials, transition levels occur both near the valence band maximum and the conduction band minimum.

Typ des Eintrags: Artikel
Erschienen: 2022
Autor(en): Erhart, Paul ; Albe, Karsten ; Klein, Andreas
Art des Eintrags: Zweitveröffentlichung
Titel: First-principles study of intrinsic point defects in ZnO: Role of band structure, volume relaxation, and finite-size effects
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: 2022
Publikationsdatum der Erstveröffentlichung: 2006
Verlag: American Physical Society
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: Physical Review B
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: 73
(Heft-)Nummer: 20
Kollation: 9 Seiten
DOI: 10.26083/tuprints-00021169
URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/21169
Zugehörige Links:
Herkunft: Zweitveröffentlichungsservice
Kurzbeschreibung (Abstract):

Density-functional theory (DFT) calculations of intrinsic point defect properties in zinc oxide were performed in order to remedy the influence of finite-size effects and the improper description of the band structure. The generalized gradient approximation (GGA) with empirical self-interaction corrections (GGA+U) was applied to correct for the overestimation of covalency intrinsic to GGA-DFT calculations. Elastic as well as electrostatic image interactions were accounted for by application of extensive finite-size scaling and compensating charge corrections. Size-corrected formation enthalpies and volumes as well as their charge state dependence have been deduced. Our results partly confirm earlier calculations but reveal a larger number of transition levels: (1) For both the zinc interstitial as well as the oxygen vacancy, transition levels are close to the conduction band minimum. (2) The zinc vacancy shows a transition rather close to the valence band maximum and another one near the middle of the calculated band gap. (3) For the oxygen interstitials, transition levels occur both near the valence band maximum and the conduction band minimum.

Status: Verlagsversion
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-211696
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 12:12
Letzte Änderung: 21 Apr 2022 05:18
PPN:
Export:
Suche nach Titel in: TUfind oder in Google

Verfügbare Versionen dieses Eintrags

Frage zum Eintrag Frage zum Eintrag

Optionen (nur für Redakteure)
Redaktionelle Details anzeigen Redaktionelle Details anzeigen