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Influence of orbital contributions to the valence band alignment of Bi2O3, Fe2O3, BiFeO3, and Bi0.5Na0.5TiO3

Li, Shunyi ; Morasch, Jan ; Klein, Andreas ; Chirila, Christina ; Pintilie, Lucian ; Jia, Lichao ; Ellmer, Klaus ; Naderer, Michael ; Reichmann, Klaus ; Gröting, Melanie ; Albe, Karsten (2013)
Influence of orbital contributions to the valence band alignment of Bi2O3, Fe2O3, BiFeO3, and Bi0.5Na0.5TiO3.
In: Physical Review B, 88 (4)
doi: 10.1103/PhysRevB.88.045428
Artikel, Bibliographie

Kurzbeschreibung (Abstract)

The formation of an interface between Bi2O3, Fe2O3, BiFeO3, Bi0.5Na0.5TiO3, and the high work function metallic RuO2 is studied using photoelectron spectroscopy with in situ RuO2 deposition. Schottky barrier heights are derived and the valence band maximum energies of the studied materials are aligned with respect to each other as well as to other functional oxides like SrTiO3 and PbTiO3. The energy band alignment follows systematic trends compared to a large number of oxides, and can be understood in terms of the contribution of Fe 3d and Bi 6s/6p (lone pair) orbitals to electronic states near the valence band maximum. The results indicate that the valence band maxima are largely determined by the local environment of the cations, which allows to estimate valence band maximum energies of oxides with multiple cations from those of their parent binary compounds. The high valence band maximum of BiFeO3 is consistent with reported p-type conduction of acceptor doped material, while the high conduction band minimum makes n-type conduction unlikely.

Typ des Eintrags: Artikel
Erschienen: 2013
Autor(en): Li, Shunyi ; Morasch, Jan ; Klein, Andreas ; Chirila, Christina ; Pintilie, Lucian ; Jia, Lichao ; Ellmer, Klaus ; Naderer, Michael ; Reichmann, Klaus ; Gröting, Melanie ; Albe, Karsten
Art des Eintrags: Bibliographie
Titel: Influence of orbital contributions to the valence band alignment of Bi2O3, Fe2O3, BiFeO3, and Bi0.5Na0.5TiO3
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: 17 Juli 2013
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: Physical Review B
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: 88
(Heft-)Nummer: 4
DOI: 10.1103/PhysRevB.88.045428
Kurzbeschreibung (Abstract):

The formation of an interface between Bi2O3, Fe2O3, BiFeO3, Bi0.5Na0.5TiO3, and the high work function metallic RuO2 is studied using photoelectron spectroscopy with in situ RuO2 deposition. Schottky barrier heights are derived and the valence band maximum energies of the studied materials are aligned with respect to each other as well as to other functional oxides like SrTiO3 and PbTiO3. The energy band alignment follows systematic trends compared to a large number of oxides, and can be understood in terms of the contribution of Fe 3d and Bi 6s/6p (lone pair) orbitals to electronic states near the valence band maximum. The results indicate that the valence band maxima are largely determined by the local environment of the cations, which allows to estimate valence band maximum energies of oxides with multiple cations from those of their parent binary compounds. The high valence band maximum of BiFeO3 is consistent with reported p-type conduction of acceptor doped material, while the high conduction band minimum makes n-type conduction unlikely.

Zusätzliche Informationen:

SFB 595 Cooperation B7, C1

Fachbereich(e)/-gebiet(e): 11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Elektronische Materialeigenschaften
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
Zentrale Einrichtungen
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > B - Charakterisierung
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > B - Charakterisierung > Teilprojekt B7:Polarisation und Ladung in elektrisch ermüdeten Ferroelektrika
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > C - Modellierung
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > C - Modellierung > Teilprojekt C1: Quantenmechanische Computersimulationen zur Elektronen- und Defektstruktur oxidischer Materialien
Hinterlegungsdatum: 16 Aug 2013 12:06
Letzte Änderung: 20 Apr 2022 18:08
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