Explanation for the conductivity difference of half-Heusler transparent conductors via ionization energy

文献情報

出版日 2021-03-23
DOI 10.1039/D1CP00382H
インパクトファクター 3.676
著者

Mi Zhong, Wei Zeng, Fu-Sheng Liu, Bin Tang, Qi-Jun Liu


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要旨

To further understand the less-studied half-Heusler transparent conductors, we have considered four 18-electron ABX compounds (TaIrGe, TaIrSn, ZrIrSb, and TiIrSb) to focus on their carrier effective masses and ionization energies. The novelty of this work lies in two aspects: (i) we discover that hole-killer defects are more likely to form in TaIrGe than in ZrIrSb, which leads to a lower concentration of the holes in TaIrGe. This is the fundamental reason for the conductivity of TaIrGe being much lower than that of ZrIrSb; (ii) we propose that the hole effective mass near the sub-valence band maximum (Sub-VBM) could be used to forecast the potential transport performance of the materials. The obtained results show that the transport performance of TaIrGe & TaIrSn is potentially more promising than that of TiIrSb and ZrIrSb. Besides, this work firstly studies the mechanical properties of the considered ABX compounds, offering strong evidence that TaIrGe, TaIrSn, ZrIrSb, and TiIrSb could be potentially flexible and ductile TCMs.

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掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
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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.

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