Understanding the p-type conduction properties of the transparent conducting oxide cuBO2: A density functional theoryanalysis

Chemistry of Materials

Volumn 21, Issue 19, 2009, Pages 4568-4576

  Scanlon, David O ^a   Walsh, Aron ^b   Watson, Graeme W ^a  

^a TRINITY COLLEGE DUBLIN   (Ireland)

^b UNIVERSITY COLLEGE LONDON   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

A-DENSITY; DELAFOSSITE OXIDES; DELAFOSSITES; DENSITY OF STATE; ELECTRICAL CONDUCTIVITY; FUNDAMENTAL BAND GAP; HOLE EFFECTIVE MASS; HYBRID DENSITY FUNCTIONAL; MATERIAL SCIENTISTS; OPTICAL ABSORPTION; P-TYPE; P-TYPE CONDUCTION; P-TYPE CONDUCTIVITY; ROOM TEMPERATURE; TRANSPARENT CONDUCTING OXIDE; VALENCE-BAND MAXIMUMS;

COPPER COMPOUNDS; ELECTRIC CONDUCTIVITY; ELECTRONIC STRUCTURE; ENERGY GAP;

DENSITY FUNCTIONAL THEORY;

EID: 70350227089     PISSN: 08974756     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cm9015113     Document Type: Article

References (85)

1. Gordon, R. G. MRS Bull. 2000, 25, 52-57.
2. Banerjee, A. N.; Chattopadhyay, K. K. Prog. Cryst. Growth Charact. Mater. 2005, 50, 52.
3. Thomas, G. Nature 1997, 389, 907.
4. Godinho, K. G.; Walsh, A.; Watson, G. W. J. Phys. Chem. C 2008, 113, 439-448.
5. Walsh, A.; Da Silva, J. L. F.; Wei, S. H.; Korber, C.; Klein, A.; Piper, L. F. J.; DeMasi, A.; Smith, K. E.; Panaccione, G.; Torelli, P.; Payne, D. J.; Bourlange, A.; Egdell, R. G. Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 167402.
6. Kohan, A. F.; Ceder, G.; Morgan, D.; Van de Walle, C. G. Phys. Rev. B 2000, 61, 15019-15027.
7. Minami, T. Semicond. Sci. Technol. 2005, 20, S35-S44.
8. Schirmer, O. F. J. Phys.: Condens. Matter 2006, 18, R667-R704.
9. Li, J.; Wei, S. H.; Li, S. S.; Xia, J. B. Phys. Rev. B 2006, 74, 081201.
10. Yan, J. B.; Li, Y. F.; Wei, S. H.; Al-Jassim,M.M. Phys. Rev. Lett. 2007, 98, 135506.
11. Kawazoe, H.; Yasakuwa, H.; Hyodo, H.; Kurita, M.; Yanagi, H.; Hosono, H. Nature 1997, 389, 939.
12. Hu, J. P.; Payne, D. J.; Egdell, R. G.; Glans, P. A.; Learmonth, T.; Smith, K. E.; Guo, J.; Harrison, N. M. Phys. Rev. B 2008, 77, 155115.
13. Kawazoe, H.; Yanagi, H.; Ueda, K.; Hosono, H. MRS Bull. 2000, 25, 28-36.
14. Buljan, A.; Alemany, P.; Ruiz, E. J. Phys. Chem.B 1999, 103, 8060-8066.
15. Kandpal, H. C.; Seshadri, R. Solid State Sci. 2002, 4, 1045-1052.
16. Aston, D. J.; Payne, D. J.; Green, A. J. H.; Egdell, R. G.; Law, D. S. L.; GuO, J.; Gland, P. A.; Learmonth, T.; Smith, K. E. Phys. Rev.B 2005, 72, 195115.
17. Yanagi, H.; Inoue, S.; Ueda, K.; Kawazoe, H.; Hosono, H.; Hamada, N. J. Appl. Phys. 2000, 88, 4059-4163.
18. Onsten, A.; Mansson, M.; Claesson, T.; Muro, T.; Matsushita, T.; Nakamura, T.; Kinoshita, T.; Karlsson, U. O.; Tjernberg, O. Phys. Rev. B 2007, 76, 115127.
19. Laskowski, R.; Blaha, P.; Schwarz, K. Phys. Rev. B 2003, 67, 075102.
20. Köhler, B. U.; Jansen, M. Z. Anorg. Allg. Chem. 1986, 543, 73.
21. Filippetti, A.; Fiorentini, V. Phys. Rev. B 2005, 72, 035128.
22. Ruiz, E.; Alvarez, S.; Alemany, A.; Evarestov, R. Phys. Rev. B 1997, 56, 7189.
23. Buljan, A.; Llunell, M.; Ruiz, E.; Alemany, P. Chem. Mater. 2001, 13, 338-344.
24. Marquardt, M. A.; Ashmore, N. A.; Cann, D. P. Thin Solid Films 2006, 496, 146-156.
25. Kudo, A.; Yanagi, H.; Hosono, H.; Kawazoe, H. Appl. Phys. Lett. 1998, 73, 220-222.
26. Godinho, K. G.; Watson, G. W.; Walsh, A.; Green, A. J. H.; Payne, D. J.; Harmer, J.; Egdell, R. G. J. Mater. Chem. 2008, 18, 2798-2806.
27. Ueda, K.; Inoue, S.; Hirose, S.; Kawazoe, H.; Hosono, H. Appl. Phys. Lett. 2000, 77, 2701-2703.
28. Nagarajan, R.; Draeseke, A. D.; Sleight, A. W.; Tate, J. J. Appl. Phys. 2001, 89, 8022.
29. Ueda, K.; Hase, t.; Yanagi, H.; Kawazoe, H.; Hosono, H.; Ohta, H.; Orita, M.; Hirano, M. J. Appl. Phys. 2001, 89, 1790.
30. Yanagi, H.; Hase, T.; Ibuki, S.; Ueda, k.; Hosono, H. Appl. Phys. Lett. 2001, 78, 1583.
31. Landolt-Bornstein: Numerical Data and Functional Relationships in Science and technology; Madelung, O., Schulz, M., Eds.; Springer-Verlag: Berlin, 1987; Vol.22a.
32. Nie, X.; Wei, S. H.; Zhang, S. B. Phys. Rev. Lett. 2002, 88, 066405.
33. Snure, M.; Tiwari, A. Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 092123.
34. Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1994, 49, 14251-14271.
35. Kresse, G.; Furthmüller, J. Phys. Rev. B 1996, 54, 11169-11186.
36. Perdew, J. P.; Burke,K.;Ernzerhof,M. Phys.Rev. Lett. 1996, 77, 3865.
37. Blöchl, P. E. Phys. Rev. B 1994, 50, 17953.
38. Kresse, G.; Joubert, D. Phys. Rev. B 1999, 59, 1758-1775.
39. Dudarev, S. L.; Botton, G. A.; Savrasov, S. Y.; Humphreys, C. J.; Sutton, A. P. Phys. Rev. B 1998, 57, 1505.
40. Heyd, S.; Scuseria, G. E.; Ernzerhof, M. J. Chem. Phys. 2003, 118, 8207-8215.
41. Morgan, B. J.; Scanlon, D. O.; Watson, G. W. E-J. Surf. Sci. Nanotechnol. 2009, 7, 395-404.
42. Raebiger, H.; Lany, S.; Zunger, A. Phys. Rev. B 2007, 76, 045209.
43. Scanlon, D. O.; Walsh, A.; Morgan, B. J.; Watson, G. W.; Payne, D. J.; Egdell, R. G. Phys. Rev. B 2009, 79, 035101.
44. Arnold, T.; Payne, D. J.; Bourlange, A.; Hu, J. P.; Egdell, R. G.; Piper, L. F. J.;Colakerol,L.; DeMasi,A.; Glans, P.-A.; Learmonth, T.; Smith, K. E.; Guo, J.; Scanlon, D. O.; Walsh, A.;Morgan, B. J.; Watson, G.W. Phys. Rev. B 2009, 79, 075102.
45. Zhou, G. C.; Sun, L. Z.; Wang, J. B.; Zhong, Z. L.; Zhou, Y. C. Phys. B: Condens. Matter 2008, 403, 2832-2837.
46. Morgan, B. J.; Watson, G. W. Surf. Sci. 2007, 601, 5034-5041.
47. Scanlon, D. O.; Walsh, A.; Morgan, B. J.; Watson, G. W. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 9903-9911.
48. Coquet, R.; Willock, D. J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2005, 7, 3819-3828.
49. Walsh, A.; Yan, Y.; Al-Jassim,M. M.; Wei, S. H. J. Phys. Chem. C 2008, 125, 12044-12050.
50. Morgan, B. J.; Scanlon, D. O.; Watson, G. W. J. Mater. Chem. 2009, 19, 5175-5178.
51. Nolan, M.; Watson, G. W. J. Chem. Phys. 2006, 125, 144701-144706.
52. Scanlon, D. O.; Walsh, A.; Morgan, B. J.; Nolan, M.; Fearon, J.; Watson, G. W. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 7971-7979.
53. Murnaghan, F. D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1944, 30, 244-247.
54. Laubach, S.; Schmidt, P. C.; Thissen, A.; Fernandez-Madrigal, F. J.; Wu, Q. H.; Jaegermann, W.; Klemm, M.; Horn, S. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 2564-2576.
55. Labat, F.; Baranek, P.; Domain, C.; Minot, C.; Adamo, C. J. Chem. Phys. 2007, 126, 154703.
56. Paier, J.; Marsman, M.; Hummer, K.; Kresse, G.; Gerber, I. C.; Angyan, J. G. J. Chem. Phys. 2006, 124, 154709-154713.
57. Walsh, A.; Da Silva, J. L. F.; Wei, S. H. Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 256401.
58. Heyd, J.; Scuseria, G. E. J. Chem. Phys. 2004, 121, 1187-1192.
59. Heyd, J.; Peralta, J. E.; Scuseria, G. E.; Martin, R. L. J. Chem. Phys. 2005, 123, 174101.
60. Da Silva, J. L. F.; Ganduglia-Pirovano, M. V.; Sauer, J.; Bayer, V.; Kresse, G. Phys. Rev. B 2007, 75, 045121.
61. Walsh, A.; Da Silva, J. L. F.; Yan, Y.; Al-Jassim,M. M.; Wei, S. H. Phys. Rev. B 2009, 79, 073105.
62. Chen, S.; Gong, Z. G.; Walsh, A.; Wei, S. H. Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 041903.
63. Gajdos, M.; Hummer, K.; Kresse, G.; Furthmuller, J.; Bechstedt, F. Phys. Rev. B 2006, 73, 045112.
64. Adolph, B.; Furthmuller, J.; Beckstedt, F. Phys. Rev. B 2001, 63, 125108.
65. Blöchl, P. E.; Jepsen, O.; Andersen, O. K. Phys. Rev. B 1994, 49, 16223-16233.
66. Yu, P. Y.; Cardona, M. Fundamentals of Semiconductors, 2nd ed.; Springer: New York, 1999.
67. Ramos, L. E.; Paier, J.; Kresse, G.; Bechstedt, F. Phys. Rev. B 2008, 78, 195423.
68. Paier, J.; Marsman, M.; Kresse, G. Phys. Rev. B 2008, 78, 121201.
69. Walsh, A.; Yan, Y.; Huda, M. N.; Al-Jassim, M. M.; Wei, S. H. Chem. Mater. 2009, 21, 547-551.
70. Momma, K.; Izumi, F. J. Appl. Crystallogr. 2008, 41, 653-658.
71. Koehler, B. U.; Jansen, M. Z. Kristallogr. 1986, 543, 73-80.
72. Shimode, M.; Sasaki, M.; Mukaida, K. J. Solid State Chem. 2000, 151, 16-20.
73. Godinho, K. G.; Scanlon, D. O.; Watson, G. W. Unpublished.
74. Bradley, C. J.; Cracknell, A. P. Mathematical Theory of Symmetry in Solids; Oxford Univeristy Press: New York, 1972.
75. Paier, J.; Asahi, R.; Nagoya, A.; Kresse, G. Phys. Rev. B 2009, 79, 115126.
76. Segev, D.; Wei, S. H. Phys. Rev. B 2005, 71, 125129.
77. Ingram, B. J.; Gonzalez, G. B.; Mason, T. O.; Shahriari, D. Y.; Barnabe, A.; Ko, D.; Poeppelmeier, K. R. Chem. Mater. 2004, 16, 5616-5622.
78. Ingram, B. J.; Harder, B. J.; Hrabe, N. W.; Mason, T. A.; Poeppelmeier, K. R. Chem. Mater. 2004, 16, 5623-5629.
79. Shi, L. J.; Fang, Z. J.; Li, J. J. Appl. Phys. 2008, 104, 073527.
80. Walsh, A.; Da Silva, J. L. F.; Wei, S. H. Phys. Rev. B 2008, 78, 075211.
81. Da Silva, J. L. F.; Walsh, A.; Lee, H. Phys. Rev. B 2008, 78, 224111.
82. Eibenstein, U.; Wang, J. J. Solid State Chem. 1997, 133, 21-24.
83. Ingram, B. J.; Mason, T. O.; Asahi, R.; Park, K. T.; Freeman, A. J. Phys. Rev. B 2001, 64, 155114.
84. Benko, F. A.; Koffyberg, F. P. J. Phys. Chem. Solids 1987, 48, 431-443.
85. Nagarajan, R.; Duan, N.; Jayaraj, M. K.; Li, J.; Vanaja, K. A.; Yokochi, A.; Draeseke, A.; Tate, J.; Sleight, A. W. Int. J. Inorg. Mater. 2001, 3, 265-270.