Li-doped Cr2MnO4: A new p-type transparent conducting oxide by computational materials design

Advanced Functional Materials

Volumn 23, Issue 42, 2013, Pages 5267-5276

  Peng, Haowei ^a   Zakutayev, Andriy ^a   Lany, Stephan ^a   Paudel, Tula R ^a   D'Avezac, Mayeul ^a   Ndione, Paul F ^a   Perkins, John D ^a   Ginley, David S ^a   Nagaraja, Arpun R ^b   Perry, Nicola H ^b   Mason, Thomas O ^b   Zunger, Alex ^c  

^a NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY   (United States)

^b Northwestern University   (United States)

^c UNIVERSITY OF COLORADO   (United States)

Author keywords

Cr2MnO4; inverse design; Mn2SnO4; ternary oxides; transparent conducting oxides

Indexed keywords

COMPUTATIONAL MATERIALS; INVERSE DESIGNS; NOVEL FUNCTIONAL MATERIALS; P-TYPE CONDUCTIVITY; SYNTHESIS AND CHARACTERIZATIONS; TERNARY OXIDES; THEORETICAL VALIDATIONS; TRANSPARENT CONDUCTING OXIDE;

CHARACTERIZATION; DOPING (ADDITIVES); FUNCTIONAL MATERIALS; LAKES; LITHIUM; MANGANESE; MANGANESE OXIDE;

DESIGN;

EID: 84887820512     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201300807     Document Type: Article

References (73)

1. J. Tate, D. A. Keszler, in Transparent electronics: from synthesis to applications, (Eds:, A. Facchetti, T. J. Marks,), John Wiley and Sons Ltd., Chichester, UK 2010.
2. a) S. Pearton, D. P. Norton, K. Ip, Y. W. Heo, T. Steiner, Progress in Materials Science 2005, 50, 293
3. b) C. Klingshirn, Chem Phys Chem 2007, 8, 782
4. c) M. D. McCluskey, S. J. Jokela, J. Appl. Phys. 2009, 106, 071101
5. d) A. Janotti, C. G. Van de Walle, Rep. Prog. Phys. 2009, 72, 126501.
6. A. Franceschetti, A. Zunger, Nature 1999, 402, 60.
7. a) S. V. Dudiy, A. Zunger, Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 046401
8. b) P. Piquini, P. A. Graf, A. Zunger, Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 186403
9. c) M. d'Avezac, J.-W. Luo, T. Chanier, A. Zunger, Phys. Rev. Lett. 2012, 108, 027401.
10. a) G. Bergerhoff, I. D. Brown, Crystallographic Databases International Union of Crystallography, Chester, UK 1987
11. b) A. Belsky, M. Hellenbrandt, V. L. Karen, P. Luksch, Acta Cryst. 2002, B58, 364.
12. G. Trimarchi, H. Peng, J. Im, A. Freeman, V. Cloet, A. Raw, K. Poeppelmeier, K. Biswas, S. Lany, A. Zunger, Phys. Rev. B 2011, 84, 165116.
13. J. Perkins, T. Paudel, a. Zakutayev, P. Ndione, P. Parilla, D. Young, S. Lany, D. Ginley, a. Zunger, N. Perry, Y. Tang, M. Grayson, T. Mason, J. Bettinger, Y. Shi, M. Toney, Phys. Rev. B 2011, 84, 205207.
14. L. Yu, A. Zunger, Phys. Rev. Lett. 2012, 108, 068701.
15. X. Zhang, L. Yu, A. Zakutayev, A. Zunger, Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 1425.
16. X. Zhang, V. Stevanovic̈, M. d'Avezac, S. Lany, A. Zunger, Phys. Rev. B 2012, 86, 014109.
17. H. Kawazoe, M. Yasukawa, H. Hyodo, M. Kurita, H. Yanagi, H. Hosono, Nature 1997, 389, 939.
18. A. R. Nagaraja, N. H. Perry, T. O. Mason, Y. Tang, M. Grayson, T. R. Paudel, S. Lany, A. Zunger, J. Am. Ceram. Soc. 2012, 95, 269.
19. H. Kawazoe, H. Yanagi, K. Ueda, H. Hosono, MRS Bull. 2000, 25, 28.
20. S. H. Song, Z. X. Yuan, P. Xiao, J. Mater. Sci. Lett. 2003, 22, 755.
21. a) Z. Lu, J. Zhu, E. Andrew Payzant, M. P. Paranthaman, J. Am. Ceram. Soc. 2005, 88, 1050
22. b) W. Qu, L. Jian, J. M. Hill, D. G. Ivey, J. Power Sources 2006, 153, 114.
23. H. Peng, S. Lany, Phys. Rev. B 2012, 85, 201201.
24. D. O. Scanlon, K. G. Godinho, B. J. Morgan, G. W. Watson, J. Chem. Phys. 2010, 132, 024707.
25. a) H. Raebiger, S. Lany, A. Zunger, Phys. Rev. B 2007, 76, 045209
26. b) X. Nie, S.-H. Wei, S. Zhang, Phys. Rev. Lett. 2002, 88, 066405.
27. a) A. J. Boman, H. J. van Daal, Adv. Phys. 1970, 19
28. b) A. M. Stoneham, J. Gavartin, A. L. Shluger, A. V. Kimmel, D. Muñoz Ramo, H. M. Rønnow, G. Aeppli, C. Renner, J. Phys.: Condens. Matter 2007, 19, 255208.
29. B. J. Ingram, T. O. Mason, R. Asahi, K. T. Park, A. J. Freeman, Phys. Rev. B 2001, 64, 155114.
30. S. Lany, A. Zunger, Phys. Rev. B 2008, 78, 235104.
31. A. Zunger, Appl. Phys. Lett. 2003, 83, 57.
32. S. Lany, A. Zunger, Phys. Rev. Lett. 2007, 98, 045501.
33. S. Lany, J. Osorio-Guillén, A. Zunger, Phys. Rev. B 2007, 75, 241203.
34. G. Mandel, Phys. Rev. 1964, 134, A1073.
35. T. R. Paudel, A. Zakutayev, S. Lany, M. d'Avezac, A. Zunger, M. Avezac, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 4493.
36. a) P. E. Blöchl, Phys. Rev. B 1994, 50, 17953
37. b) G. Kresse, D. Joubert, Phys. Rev. B 1999, 59, 1758.
38. a) G. Kresse, J. Hafner, Phys. Rev. B 1993, 47, 558
39. b) G. Kresse, J. Hafner, Phys. Rev. B 1994, 49, 14251
40. c) M. Shishkin, G. Kresse, Phys. Rev. B 2006, 74, 035101.
41. J. P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865.
42. S. L. Dudarev, G. A. Botton, S. Y. Savrasov, C. J. Humphreys, A. P. Sutton, Phys. Rev. B 1998, 57, 1505.
43. V. Stevanovic̈, S. Lany, X. Zhang, A. Zunger, Phys. Rev. B 2012, 85, 115104.
44. L. Hedin, Phys. Rev. 1965, 139, A796.
45. J. Osorio-Guillén, S. Lany, S. Barabash, A. Zunger, Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 107203.
46. J. Paier, M. Marsman, G. Kresse, Phys. Rev. B 2008, 78, 121201.
47. S. Lany, Phys. Rev. B 2013, 87, 085112.
48. M. Tabbal, S. Kahwaji, T. C. Christidis, B. Nsouli, K. Zahraman, Thin Solid Films 2006, 515, 1976.
49. C.-S. Cheng, H. Gomi, H. Sakata, Phys. Status Solidi A 1996, 155, 417.
50. H. J. Monkhorst, J. D. Pack, Phys. Rev. B 1976, 13, 5188.
51. a) R. D. Shannon, J. L. Gillson, R. J. Bouchard, J. Phys. Chem. Solids 1977, 38, 877
52. b) B. J. Ingram, G. B. Gonzalez, D. R. Kammler, M. I. Bertoni, T. O. Mason, J. Electroceram. 2004, 13, 167.
53. P. Kubelka, F. Munk, Z. Techn. Phys. 1931, 12, 12593.
54. D. A. Keszler, K. R. Poppelmeier, unpublished.
55. J. Lægsgaard, K. Stokbro, Phys. Rev. Lett. 2001, 86, 2834.
56. a) J. Heyd, G. E. Scuseria, M. Ernzerhof, J. Chem. Phys. 2003, 118, 8207
57. b) J. Heyd, G. E. Scuseria, J. Chem. Phys. 2004, 121, 1187
58. c) J. Paier, M. Marsman, K. Hummer, G. Kresse, I. C. Gerber, J. G. Angyan, J. Chem. Phys. 2006, 124, 154709
59. d) J. Paier, M. Marsman, K. Hummer, G. Kresse, I. C. Gerber, J. G. Angyan, J. Chem. Phys. 2006, 125, 249901.
60. S. Lany, A. Zunger, Phys. Rev. B 2009, 80, 085202.
61. S. Lany, Phys. Status Solidi B 2011, 248, 1052.
62. C. Klingshirn, Phys. Status Solidi B 2007, 244, 3027.
63. a) G. Frank, H. Köstlin, Appl. Phys. A 1982, 27, 197
64. b) G. B. Gonzalez, T. O. Mason, J. P. Quintana, O. Warschkow, D. E. Ellis, J. H. Hwang, J. P. Hodges, J. D. Jorgensen, J. Appl. Phys. 2004, 96, 3912.
65. X. H. Wang, B. Yao, Z. Z. Zhang, B. H. Li, Z. P. Wei, D. Z. Shen, Y. M. Lu, X. W. Fan, Semicond. Sci. Technol. 2006, 21, 494.
66. J. G. Lu, Y. Z. Zhang, Z. Z. Ye, Y. J. Zeng, H. P. He, L. P. Zhu, J. Y. Huang, L. Wang, J. Yuan, B. H. Zhao, X. H. Li, Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 112113.
67. S. Lany, A. Zunger, Appl. Phys. Lett. 2010, 96, 142114.
68. Y. J. Zeng, Z. Z. Ye, W. Z. Xu, D. Y. Li, J. G. Lu, L. P. Zhu, B. H. Zhao, Appl. Phys. Lett. 2006, 88, 062107.
69. a) U. Kaufmann, P. Schlotter, H. Obloh, K. Köhler, M. Maier, Phys. Rev. B 2000, 62, 10867
70. b) A. K. Rice, K. J. Malloy, J. Appl. Phys. 2001, 89, 2816.
71. G. B. González, T. O. Mason, J. S. Okasinski, T. Buslaps, V. Honkimäki, J. Am. Ceram. Soc. 2012, 95, 809.
72. P. Parent, H. Dexpert, G. Tourillon, J. M. Grimal, J. Electrochem. Soc. 1992, 139, 276.
73. J. Tate, H. Ju, J. Moon, A. Zakutayev, A. Richard, J. Russell, D. McIntyre, Phys. Rev. B 2009, 80, 165206.