First principles study on hydrogen doping induced metal-to-insulator transition in rare earth nickelates RNiO3 (R = Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Yb)

文献情報

出版日 2020-03-10
DOI 10.1039/C9CP06522A
インパクトファクター 3.676
著者

Pilsun Yoo, Peilin Liao


原文を見る

要旨

Rare earth nickelates (RNiO3), consisting of a series of correlated transition metal oxides, have received increasing attention due to their sharp metal-to-insulator transition (MIT). Previous reports focused on understanding the origin and modulation of thermally driven MIT by strain effects, cation doping, or external electric field. Recently, it was reported that isothermal chemical doping of hydrogen can induce MIT and increase resistivity by ∼8 orders of magnitude, which opens up the possibility of utilizing these oxides to develop advanced electronic and sensing devices. In this study, we applied first principles methods to study geometric and electronic structures of MIT driven by hydrogen doping in a series of rare earth nickelates RNiO3 (R = Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Yb). Hybrid functional HSE06 calculations predict that all oxides under study exhibit sharp MIT, opening up an ∼3 eV band gap after hydrogen doping, with band gap values slightly increasing from Pr to Yb. We find that the R site elements play a key role in determining hydrogen adsorption energies and hydrogen migration barriers, which controls how difficult it would be for the hydrogen atoms to migrate inside the oxides. Detailed information on geometries, electronic structures, migration barriers and adsorption energies of hydrogen provides guidance for further optimizing these materials for future experiments and applications.

関連文献

Performance polymers from renewable monomers: high molecular weight poly(pentadecalactone) for fiber applications

Matthijs de Geus, Inge van der Meulen, Bart Goderis, Kristof van Hecke, Marko Dorschu, Harm van der Werff, Cor E. Koning

2010-01-20 Paper

DOI: 10.1039/B9PY00360F

Microwave desorption mechanism and microwave effect based on SO2 chemical dissociation and mass transfer of basic aluminium sulfate desulfurization rich liquid

Zijing Zhang, Junna Wang, Yu Feng, Weiwei Zhang, Shuangji Zuo, Jianmin Guo

2021-06-15 Paper

DOI: 10.1039/D1RE00109D

Hydroamination of ethylene with NH3 induced by non-thermal atmospheric plasma

Julien Dieu, François Jérôme, Catherine Batiot-Dupeyrat

2021-11-02 Communication

DOI: 10.1039/D1RE00407G

Well-defined PCL-graft-PDMAEMA prepared by ring-opening polymerisation and click chemistry

Vincent Darcos, Sarah El Habnouni, Benjamin Nottelet, Abdeslam El Ghzaoui, Jean Coudane

2010-01-25 Communication

DOI: 10.1039/C0PY00004C

Towards chiral polystyrene based materials: controlled polymerization of p-(2,2′-diphenylethyl)styrene

Christiane Hohberger, Klaus Beckerle, Jun Okuda

2010-01-21 Paper

DOI: 10.1039/B9PY00286C

Kinetic and mechanistic insights into Ni-AlKIT-6 catalyzed ethylene oligomerization

Remi Beucher, Vasile Hulea, Claudia Cammarano

2021-10-11 Paper

DOI: 10.1039/D1RE00258A

Linear release nanoparticle devices for advanced targeted cancer therapies with increased efficacy

Alice E. van der Ende, Vasanth Sathiyakumar, Roberto Diaz, Dennis E. Hallahan, Eva Harth

2010-01-04 Paper

DOI: 10.1039/B9PY00272C

Proton conducting membranes for hydrogen and ammonia production

Guowei Weng, Kun Ouyang, Xuanhe Lin, Jian Xue, Haihui Wang

2021-08-24 Review Article

DOI: 10.1039/D1RE00207D

Highly permeable polymers for gas separation membranes

Peter M. Budd, Neil B. McKeown

2010-01-04 Review Article

DOI: 10.1039/B9PY00319C

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

2,3-スチオエポキシマドルを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

取り扱いにはPPE(プロテクティブ・パーソナル・エイド)が必要で、防ぐ手袋と保護眼鏡を着用してください。ドラフトチャンバーの使用を推奨します。漏洩した場合は、適...

4267-80-52,3-Thioepoxy Madol
化合物よくある質問

6-氟-2-氨基苯酚の主な用途は何ですか?

6-氟-2-氨基苯酚は主に医薬品の合成材料として使用され、一部の農薬の製造にも利用されます。また、研究用途でも広く使用されています。

53981-25-22-Amino-6-fluorophen...
化合物よくある質問

BOC-S-3-アミニ-4-(4-メチオキシベンチル)-ブタン酸の代替品はありますか?

この化合物の代替品としては、BOC保護基を有さないアミノ酸やその他の保護基化合物が考えられます。また、メチオキシ基を有しない他の芳香族アミノ酸も代替品として挙げ...

126800-59-7(3S)-4-(4-Methoxyphe...
化合物よくある質問

Methyl 2-(chloromethyl)-3-nitrobenzoate(1218910-61-2)の代替品はありますか?

Methyl 2-(chloromethyl)-3-nitrobenzoate(1218910-61-2)の代替品としては、化学組成を変えることで効果を達成する...

1218910-61-2Methyl 2-(chlorometh...
化合物よくある質問

(2R)-2-アミノ-N-ベンジル-3-ヒドロキシプロパナミドを含む廃棄物はどのように処理すべきですか?

(2R)-2-アミノ-N-ベンジル-3-ヒドロキシプロパナミドを含む廃棄物は、適切な廃棄物管理ガイドラインに基づき処理する必要があります。まず、廃棄物を適切に収...

175481-39-7(2R)-2-amino-N-benzy...
化合物よくある質問

6,7-二氢-咪唑並[1,2-a]ピリドイン-8(5h)-酮はどのように合成されますか?

6,7-二氢-咪唑並[1,2-a]ピリドイン-8(5h)-酮は、2-ブロモフェニルアセトインとリン酸ハロゲン化物を反応させることで合成できます。この反応は高温で...

457949-09-66,7-Dihydroimidazo[1...
化合物よくある質問

エチル(3R)-3-ピロリジニル酢酸水和塩とは何ですか?

エチル(3R)-3-ピロリジニル酢酸水和塩は、CAS番号1332459-32-1の化合物で、(R)-乙基2-(ピロリジン-3-基)酢酸塩水和塩と呼ばれます。この...

1332459-32-1Ethyl (3R)-3-pyrroli...
化合物よくある質問

(2S)-{[(2-メチルエチルオキシ]カルボニル}アミノ)[2-(トリアフルオロメチルフェニル]エチカシック酸の物理化学的性質は何ですか?

(2S)-{[(2-メチルエチルオキシ]カルボニル}アミノ)[2-(トリアフルオロメチルフェニル]エチカシック酸のCAS番号は1203454-45-8です。この...

1203454-45-8(2S)-({[(2-Methyl-2-...
化合物よくある質問

2-ブロモ-1-(2-メチル-2-プロパニル)-4-ニトロベンゼンはどのように保存すればよいですか?

2-ブロモ-1-(2-メチル-2-プロパニル)-4-ニトロベンゼンは、直射日光を避けて暗所で、室温(約15℃〜25℃)、乾燥した場所に保存する必要があります。ま...

6310-17-42-Bromo-1-(2-methyl-...
化合物よくある質問

1-[(4-硝基フェニル)スルホニル]-1H-1,2,4-三唑の市場動向や研究トレンドはどうですか?

市場動向としては、1-[(4-硝基フェニル)スルホニル]-1H-1,2,4-三唑は主に農業用除草剤や合成化学製品の原料として利用されています。研究トレンドとして...

57777-84-11-[(4-Nitrophenyl)su...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。