Electronic Structure of Mg-, Si-, and Zn-Doped SnO2 Nanowires: Predictions from First Principles

2024

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/ma17102193
Деректер сенімділігі 85 жоғары
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

We investigated the electronic structure of Mg-, Si-, and Zn-doped four-faceted [001]- and [110]-oriented SnO2 nanowires using first-principles calculations based on the linear combination of atomic orbitals (LCAO) method. This approach, employing atomic-centered Gaussian-type functions as a basis set, was combined with hybrid density functional theory (DFT). Our results show qualitative agreement in predicting the formation of stable point defects due to atom substitutions on the surface of the SnO2 nanowire. Doping induces substantial atomic relaxation in the nanowires, changes in the covalency of the dopant–oxygen bond, and additional charge redistribution between the dopant and nanowire. Furthermore, our calculations reveal a narrowing of the band gap resulting from the emergence of midgap states induced by the incorporated defects. This study provides insights into the altered electronic properties caused by Mg, Si, and Zn doping, contributing to the further design of SnO2 nanowires for advanced electronic, optoelectronic, photovoltaic, and photocatalytic applications.