Transition metal oxide work functions: The influence of cation oxidation state and oxygen vacancies

Advanced Functional Materials

Volumn 22, Issue 21, 2012, Pages 4557-4568

  Greiner, Mark T ^a   Chai, Lily ^a   Helander, Michael G ^a   Tang, Wing Man ^a   Lu, Zheng Hong ^a  

^a UNIVERSITY OF TORONTO   (Canada)

Author keywords

metal oxides; oxidation states; work functions

Indexed keywords

ADSORBED MOLECULES; DEFECT STATE; HETEROGENEOUS CATALYST; METAL CATION; METAL OXIDES; ORGANIC ELECTRONICS; OXIDATION STATE; OXYGEN DEFICIENCY; STRUCTURAL FACTOR; TRANSITION-METAL OXIDES;

CHARGE TRANSFER; CHEMICAL BONDS; DEFECT DENSITY; DEFECTS; ELECTRONEGATIVITY; METALLIC COMPOUNDS; OXIDATION; OXYGEN VACANCIES; POINT DEFECTS; POSITIVE IONS; TRANSITION METALS;

WORK FUNCTION;

EID: 84868568134     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201200615     Document Type: Article

References (83)

1. a) K. Tanabe, W. F. Holderich, Appl. Catal. A-Gen. 1999, 181, 399
2. b) H. H. Kung, Transition Metal Oxides: Surface Chemistry and Catalysis, Vol. 45, Elsevier, New York 1989.
3. S. C. Roy, O. K. Varghese, M. Paulose, C. A. Grimes, ACS Nano 2010, 4, 1259.
4. a) C. F. Qiu, Z. L. Xie, H. Y. Chen, M. Wong, H. S. Kwok, J. Appl. Phys. 2003, 93, 3253
5. b) D. Kabra, L. P. Lu, M. H. Song, H. J. Snaith, R. H. Friend, Adv. Mater. 2010, 22, 3194
6. c) J. Meyer, R. Khalandovsky, P. Gorrn, A. Kahn, Adv. Mater. 2011, 23, 70
7. d) E. A. Gibson, A. L. Smeigh, L. Le Pleux, J. Fortage, G. Boschloo, E. Blart, Y. Pellegrin, F. Odobel, A. Hagfeldt, L. Hammarstrom, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 4402
8. e) A. Nattestad, A. J. Mozer, M. K. R. Fischer, Y. B. Cheng, A. Mishra, P. Bauerle, U. Bach, Nat. Mater. 2010, 9, 31
9. f) B. O'Regan, M. Grätzel, Nature 1991, 353, 737.
10. a) A. Jablonski, K. Wandelt, Surf. Interf. Anal. 1991, 17, 611
11. b) N. Koch, ChemPhysChem 2007, 8, 1438
12. c) S. Braun, W. R. Salaneck, M. Fahlman, Adv. Mater. 2009, 21, 1450.
13. I. T. Steinberger, K. Wandelt, Phys. Rev. Lett. 1987, 58, 2494.
14. J. Meyer, K. Zilberberg, T. Riedl, A. Kahn, J. Appl. Phys. 2011, 110.
15. M. T. Greiner, M. G. Helander, W. M. Tang, Z. B. Wang, J. Qiu, Z. H. Lu, Nat. Mater. 2012, 11, 76.
16. S. Lany, J. Osorio-Guillen, A. Zunger, Phys. Rev. B 2007, 75, 241203.
17. V. E. Henrich, P. A. Cox, The Surface Science of Metal Oxides, Cambridge University Press, Cambridge 1994.
18. a) K. Wandelt, Appl. Surf. Sci. 1997, 111, 1
19. b) H. Ishii, K. Sugiyama, E. Ito, K. Seki, Adv. Mater. 1999, 11, 605.
20. a) D. E. Eastman, Phys. Rev. B 1970, 2, 1
21. b) H. B. Michaelson, J. Appl. Phys. 1950, 21, 536.
22. V. E. Henrich, P. A. Cox, The Surface Science of Transition Metal Oxides, Cambridge University Press, Cambridge 1994, Ch. 1, pp. 7-13.
23. R. Smoluchowski, Phys. Rev. 1941, 60, 661.
24. W. Li, D. Y. Li, J. Chem. Phys. 2005, 122, 064708.
25. Irfan H. Ding, Y. Gao, C. Small, D. Y. Kim, J. Subbiah, F. So, Appl. Phys. Lett. 2010, 96, 243307.
26. M. T. Greiner, M. G. Helander, Z.-B. Wang, W.-M. Tang, Z.-H. Lu, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 19777.
27. D. O. Scanlon, G. W. Watson, D. J. Payne, G. R. Atkinson, R. G. Egdell, D. S. L. Law, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 4636.
28. M. Krjöger, S. Hamwi, J. Meyer, T. Riedl, W. Kowalsky, A. Kahn, Appl. Phys. Lett. 2009, 95, 123301.
29. J. Meyer, M. Kröger, S. Hamwi, F. Gnam, T. Riedl, W. Kowalsky, A. Kahn, Appl. Phys. Lett. 2010, 96, 193302.
30. a) Q. Y. Bao, J. P. Yang, Y. Q. Li, J. X. Tang, Appl. Phys. Lett. 2010, 97, 063303
31. b) Q. Y. Bao, J. P. Yang, J. X. Tang, Y. Q. Li, C. S. Lee, S. T. Lee, Org. Electron. 2010, 11, 1578
32. c) S. Hamwi, J. Meyer, T. Winkler, T. Riedl, W. Kowalsky, Appl. Phys. Lett. 2009, 94, 253307
33. d) J. Meyer, T. Winkler, S. Hamwi, S. Schmale, H. H. Johannes, T. Weimann, P. Hinze, W. Kowlasky, T. Riedl, Adv. Mater. 2008, 20, 3839
34. e) Y. H. Kim, S. Kwon, J. H. Lee, S. M. Park, Y. M. Lee, J. W. Kim, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 6599
35. f) S. Y. Chiam, B. Dasgupta, D. Soler, M. Y. Leung, H. Liu, Z. E. Ooi, L. M. Wong, C. Y. Jiang, K. L. Chang, J. Zhang, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2012, 99, 197
36. g) H. Lee, S. W. Cho, K. Han, P. E. Jeon, C. N. Whang, K. Jeong, K. Cho, Y. Yi, Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 043308
37. h) Y. Yi, P. E. Jeon, H. Lee, K. Han, H. S. Kim, K. Jeong, S. W. Cho, J. Chem. Phys. 2009, 130, 094704.
38. K. Kanai, K. Koizumi, S. Ouchi, Y. Tsukamoto, K. Sakanoue, Y. Ouchi, K. Seki, Org. Electron. 2010, 11, 188.
39. M. V. Ganduglia-Pirovano, A. Hofmann, J. Sauer, Surf. Sci. Rep. 2007, 62, 219.
40. M. Kröger, S. Hamwi, J. Meyer, T. Riedl, W. Kowalsky, A. Kahn, Org. Electron. 2009, 10, 932.
41. T. Matsushima, G. H. Jin, Y. Kanai, T. Yokota, S. Kitada, T. Kishi, H. Murata, Org. Electron. 2011, 12, 520.
42. a) M. T. Greiner, M. G. Helander, Z. B. Wang, W. M. Tang, J. Qiu, Z. H. Lu, Appl. Phys. Lett. 2010, 96, 213302
43. b) M. Vasilopoulou, L. C. Palilis, D. G. Georgiadou, A. M. Douvas, P. Argitis, S. Kennou, L. Sygellou, G. Papadimitropoulos, I. Kostis, N. A. Stathopoulos, D. Davazoglou, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 1489
44. c) M. Vasilopoulou, G. Papadimitropoulos, L. C. Palilis, D. G. Georgiadou, P. Argitis, S. Kennou, I. Kostis, N. Vourdas, N. A. Stathopoulos, D. Davazoglou, Org. Elect. 2012, 13, 796
45. d) M. Vasilopoulou, L. C. Palilis, D. G. Georgiadou, S. Kennou, I. Kostis, D. Davazoglou, P. Argitis, Appl. Phys. Lett. 2012, 100, 013311.
46. R. T. Sanderson, Science 1951, 114, 670.
47. I. D. Brown, A. Skowron, J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 3401.
48. J. C. Phillips, Phys. Rev. Lett. 1968, 20, 550.
49. K. Y. Li, D. F. Xue, Mater. Res. Bull. 2010, 45, 288.
50. a) K. Y. Li, Z. S. Ding, D. F. Xue, Phys. Status Solidi B 2011, 248, 1227
51. b) K. Y. Li, X. T. Wang, F. F. Zhang, D. F. Xue, Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 235504
52. c) K. Y. Li, P. Yang, D. F. Xue, Acta Mater. 2012, 60, 35.
53. W. Gordy, W. J. O. Thomas, J. Chem. Phys. 1956, 24, 439.
54. A. Nethercott, Phys. Rev. Lett. 1974, 33, 1088.
55. a) E. C. M. Chen, W. E. Wentworth, J. A. Ayala, J. Chem. Phys. 1977, 67, 2642
56. b) K. W. Frese, J. Vac. Sci. Technol. 1979, 16, 1042
57. c) R. T. Poole, D. R. Williams, J. D. Riley, J. G. Jenkin, J. Liesegang, R. C. G. Leckey, Chem. Phys. Lett. 1975, 36, 401.
58. K. Y. Li, D. F. Xue, J. Phys. Chem. A 2006, 110, 1 1332.
59. S. Yamamoto, Rep. Prog. Phys. 2006, 69, 181.
60. a) R. S. Mulliken, J. Chem. Phys. 1934, 2, 782
61. b) R. S. Mulliken, J. Chem. Phys. 1935, 3, 573.
62. R. G. Parr, R. A. Donnelly, M. Levy, W. E. Palke, J. Chem. Phys. 1978, 68, 3801.
63. D. Neamen, in Semiconductor Physics and Deveices, McGraw-Hill, New York 2003.
64. G. Campet, J. Portier, M. A. Subramanian, Mater. Lett. 2004, 58, 437.
65. S. F. Matar, G. Campet, M. A. Subramanian, Prog. Solid State Chem. 2011, 39, 70.
66. K. Y. Li, D. F. Xue, Chin. Sci. Bull. 2009, 54, 328.
67. Y. G. Zhang, Inorg. Chem. 1982, 21, 3886.
68. J. A. Duffy, J. Sol. St. Chem. 1986, 62, 145.
69. T. Uozumi, K. Okada, A. Kotani, J. Phys. Soc. Jpn. 1993, 62, 2595.
70. S. Laubach, P. C. Schmidt, A. Thissen, F. J. Fernandez-Madrigal, Q. H. Wu, W. Jaegermann, M. Klemm, S. Horn, Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 2564.
71. R. Zimmermann, P. Steiner, R. Claessen, F. Reinert, S. Hüfner, P. Blaha, P. Dufek, J. Phys.-Condens. Matter 1999, 11, 1657.
72. H. J. Zhai, S. Li, D. A. Dixon, L. S. Wang, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5167.
73. J. Vanelp, J. L. Wieland, H. Eskes, P. Kuiper, G. A. Sawatzky, F. M. F. Degroot, T. S. Turner, Phys. Rev. B 1991, 44, 6090.
74. L. Soriano, M. Abbate, D. Alders, J. M. Sanz, Solid State Commun. 1994, 91, 551.
75. a) M. Shimoda, T. Hirata, K. Yagisawa, M. Okochi, A. Yoshikawa, J. Mater. Sci. Lett 1989, 8, 1089
76. b) W. Grunert, A. Y. Stakheev, R. Feldhaus, K. Anders, E. S. Shpiro, K. M. Minachev, J. Phys. Chem. 1991, 95, 1323
77. c) M. Yamada, J. Yasumaru, M. Houalla, D. M. Hercules, J. Phys. Chem. 1991, 95, 7037.
78. R. Tokarz-Sobieraj, K. Hermann, M. Witko, A. Blume, G. Mestl, R. Schlögl, Surf. Sci. 2001, 489, 107.
79. P. Kofstad, J. Phys. Chem. Sol. 1967, 28, 1842.
80. W. Thoni, P. B. Hirsch, Philos. Mag. 1976, 33, 639.
81. a) J. S. Anderson, B. G. Hyde, J. Phys. Chem. Sol. 1967, 28, 1393
82. b) P. L. Gai, Philos. Mag. A 1981, 43, 841.
83. A. Magnéli, Acta Crystallogr. 1953, 6, 495.