Electronic Structure of Tin Dioxide Thin Films

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The electronic structure of tin dioxide (001) nanofilms in a wide range of thicknesses has been modeled by the method of linearized coupled plane waves in the framework of the density functional theory in the generalized gradient approximation. The spectra of the total and local partial densities of electronic states characterizing the electronic structure of atoms spread out in various layers of the films under consideration are calculated. It is shown that the influence of the surface leads to the appearance of energy features of the density of states localized in the bang gap. A model describing the layered transformation of the electronic structure during the transition from the surface to the volume of the crystal SnO2 is proposed. A film (001) with a thickness of 8 elementary cells for SnO2 is considered as a model object. It is found that the surface electronic states arising in the band gap in SnO2(001) films are spatially strongly localized – their density drops to almost zero by the third atomic layer from the surface. The applicability of the combined use of the layered superlattice method and the core hole method for modeling X-ray absorption spectra in nanofilms is considered. It is established that when calculating the XANES spectra for atoms in the surface layer of SnO2 nanofilms, the influence exerted by the surface is significantly greater than the influence exerted by the core hole. Therefore, when calculating the XANES spectra for atoms in the surface layer of nanofilms, the core hole can be neglected in the first approximation.

作者简介

M. Manyakin

Voronezh State University

编辑信件的主要联系方式.
Email: manyakin@phys.vsu.ru
Russia, 394018, Voronezh

S. Kurganskii

Voronezh State University

Email: manyakin@phys.vsu.ru
Russia, 394018, Voronezh

参考

  1. Orlandi M.O. Tin Oxide Materials Synthesis, Properties, and Applications. Elsevier Inc., 2020. 628 p.
  2. Nascimento E.P., Firmino H.C.T., Neves G.A., Menezes R.R. // Ceram. Int. 2022. V. 48. Iss. 6. P. 7405. http://doi.org./10.1016/j.ceramint.2021.12.123
  3. Dalapati G.K., Sharma H., Guchhait A., Chakrabarty N., Bamola P., Liu Q., Saianand G., Krishna A.M.S., Mukhopadhyay S., Dey A., Wong T.K.S., Zhuk S., Ghosh S., Chakrabortty S., Mahata C., Biring S., Kumar A., Ribeiro C.S., Ramakrishna S., Chakraborty A.K., Krishnamurthy S., Sonar P., Sharma M. // J. Mater. Chem. A. 2021. V. 9. Iss. 31. P. 16621. http://doi.org./10.1039/D1TA01291F
  4. Nwanna E.C., Imoisili P.E., Jen T.-C. // J. King Saud University – Sci. 2022. V. 34. Iss. 5. P. 102123. http://doi.org./10.1016/j.jksus.2022.102123
  5. Feng X., Ma J., Yang F., Ji F., Zong F., Luan C., Ma H. // Solid State Comm. 2007. V. 144. Iss. 7–8. P. 269. http://doi.org./10.1016/j.ssc.2007.07.028
  6. Luan C., Ma J., Yu X., Zhu Z., Mi W., Lv Y. // Vacuum. 2012. V. 86. Iss. 9. P. 1333. http://doi.org./10.1016/j.vacuum.2011.12.009
  7. Godin T.J., LaFemina J.P. // Phys. Rev. B. 1993. V. 47. Iss. 11. P. 6518. http://doi.org./10.1103/PhysRevB.47.6518
  8. Maki-Jaskari M.A., Rantala T.T. // Phys. Rev. B. 2002. V. 65. Iss. 24. P. 245428. http://doi.org./10.1103/PhysRevB.65.245428
  9. Duan Y. // Phys. Rev. B. 2008. V. 77. Iss. 4. P. 045332. http://doi.org./10.1103/PhysRevB.77.045332
  10. Floriano E.A., de Andrade Scalvi L.V., Sambrano J.R., Geraldo V. // Mater. Res. 2010. V. 13. № 4. P. 437. http://doi.org./10.1590/S1516-14392010000400004
  11. Mounkachi O., Salmani E., Lakhal M., Ez-Zahraouy H., Hamedoun M., Benaissa M., Kara A., Ennaoui A., Benyoussef A. // Solar Energy Mater. Solar Cells. 2016. V. 148. P. 34. http://doi.org./10.1016/j.solmat.2015.09.062
  12. Wang M., Feng T., Ren J., Gao L., Li H., Hao Z., Yue Y., Zhou T., Hou D. // J. Phys. Chem. Solids. 2022. V. 163. P. 110586. http://doi.org./10.1016/j.jpcs.2022.110586
  13. Dos Santos S.B.O., Boratto M.H., Ramos Jr. R.A., Scalvi L.V.A. // Mater. Chem. Phys. 2022. V. 278. P. 125571. http://doi.org./10.1016/j.matchemphys.2021.125571
  14. Кристаллографическая и кристаллохимическая База данных для минералов и их структурных аналогов. (2022) Институт экспериментальной минералогии РАН. http://database.iem.ac.ru/mincryst/. Дата посещения 15.12.2022
  15. Бекенев В.Л., Зубкова С.М. // ФТП. 2017. Т. 51. Вып. 1. С. 26. http://doi.org./10.21883/FTP.2017.01.43991.8226
  16. Манякин М.Д., Курганский С.И., Дубровский О.И., Лихачев Е.Р. // Конденсированные среды и межфазные границы. 2017. Т. 19. № 4. С. 542. http://doi.org./10.17308/kcmf.2017.19/235
  17. Chen J.G. // Surf. Sci. Rep. 1997. V. 30. Iss. 1–3. P. 1. http://doi.org./10.1016/S0167-5729(97)00011-3
  18. Hebert C., Luitz J., Schattschneider P. // Micron. 2003. V. 34. Iss. 3–5. P. 219. http://doi.org./10.1016/s0968-4328(03)00030-1
  19. Mizoguchi T., Tanaka I., Yoshioka S., Kunisu M., Yamamoto T., Ching W.Y. // Phys. Rev. B. 2004. V. 70. Iss. 4. P. 045103. http://doi.org./10.1103/PhysRevB.70.045103
  20. Курганский С.И., Манякин М.Д., Дубровский О.И., Чувенкова О.А., Турищев С.Ю., Домашевская Э.П. // ФТТ. 2014. Т. 56. № 9. С. 1690. http://doi.org./10.1134/S1063783414090170
  21. Manyakin M.D., Kurganskii S.I., Dubrovskii O.I., Chuvenkova O.A., Domashevskaya E.P., Ryabtsev S.V., Ovsyannikov R., Parinova E.V., Sivakov V., Turishchev S.Yu. // Mater. Sci. Semicond. Proc. 2019. V. 99. P. 28. http://doi.org./10.1016/j.mssp.2019.04.006
  22. Blaha P., Schwarz K., Tran F., Laskowski R., Madsen G.K.H., Marks L.D. // J. Chem. Phys. 2020. V. 152. P. 074101. http://doi.org./10.1063/1.5143061
  23. Perdew J.P., Yue W. // Phys. Rev. B. 1986. V. 33. Iss. 12. P. 8800. http://doi.org./10.1103/PhysRevB.33.8800
  24. Tang P., Ren S., Zhang J., Wua L., Li W., Li B., Zeng G., Wang W., Liu C., Feng L. // Mater. Sci. Semicond. Proc. 2020. V. 113. P. 105020. http://doi.org./10.1016/j.mssp.2020.105020
  25. Manyakin M.D., Kurganskii S.I. // J. Phys.: Conf. Ser. 2020. V. 1658. P. 012032. http://doi.org./10.1088/1742-6596/1658/1/012032
  26. Wen Z., Tian-mo L., Xiao-fei L. // Physica B: Cond. Matter. 2010. V. 405. P. 3458. http://doi.org./10.1016/j.physb.2010.05.023
  27. Kufner S., Schleife A., Hoffling B., Bechstedt F. // Phys. Rev. B. 2012. V. 86. P. 075320. http://doi.org./10.1103/PhysRevB.86.075320
  28. Rachut K., Körber C., Brötz J., Klein A. // Phys. Status Solidi A. 2014. V. 211. Iss. 9. P. 1997. http://doi.org./10.1002/pssa.201330367
  29. Akgul F.A., Gumus C., Er A.O., Farha A.H., Akgul G., Ufuktepe Y., Liu Z. // J. Alloys Compd. 2013. V. 579. P. 50. http://doi.org./10.1016/j.jallcom.2013.05.057
  30. Sanjines R., Coluzza C., Rosenfeld D., Gozzo F., Almeras Ph., Levy F., Margaritondo G. // J. Appl. Phys. 1993. V. 73. Iss. 8. P. 3997. http://doi.org./10.1063/1.352865
  31. Nagasawa Y., Choso T., Karasuda T., Shimomura S., Ouyang F., Tabata K., Yamaguchi Y. // Surf. Sci. 1999. V. 433–435. P. 226. http://doi.org./10.1016/S0039-6028(99)00044-8

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2.

下载 (198KB)
3.

下载 (328KB)
4.

下载 (399KB)
5.

下载 (301KB)
6.

下载 (195KB)

版权所有 © М.Д. Манякин, С.И. Курганский, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».