当前位置：
X-MOL 学术
›
Adv. Theory Simul.
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your
feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Discovery of New Phases of Bismuth Oxyselenide Semiconductor Bi2OSe2 by Global Structure Search Approach
Advanced Theory and Simulations ( IF 2.9 ) Pub Date : 2021-04-28 , DOI: 10.1002/adts.202000316 Xueting Wang 1 , Xingang Zhao 2 , Xinjiang Wang 1 , Hongdong Li 1 , Xin He 2 , Lijun Zhang 2
Advanced Theory and Simulations ( IF 2.9 ) Pub Date : 2021-04-28 , DOI: 10.1002/adts.202000316 Xueting Wang 1 , Xingang Zhao 2 , Xinjiang Wang 1 , Hongdong Li 1 , Xin He 2 , Lijun Zhang 2
Affiliation
|
Bi2O2X and Bi2OX2 (X = S, Se, and Te) have shown potential for thermoelectric, optoelectronic, etc. applications. The ground-state structures of Bi2O2X have been determined experimentally (in space group I4/mmm). However, for Bi2OX2, only Bi2OS2 has been synthesized in the experiment (in space group P4/nmm). In previous theoretical studies, the crystal structures of Bi2OSe2 and Bi2OTe2 are assumed the same as that of Bi2OS2. Whether they can be experimentally synthesized remains an open question. Here, a swarm intelligence-based structural prediction is employed in combination with first-principles calculations to predict the crystal structures of Bi2OSe2. Three thermodynamically stable low-energy phases (P21/m, P4/nmm, and P21/m′) are identified. Importantly, the newly reported P21/m phase, instead of the previously assumed P4/mmm phase, has the lowest energy. The P21/m-Bi2OSe2 shows marginal stability with respect to decomposition into binary compounds Bi2O3 and Bi2Se3. The predicted phases of Bi2OSe2 have bandgaps of 0.67–1.19 eV and comparable small electron and hole carrier effective mass (less than 0.65 m0). The different phase stability between Bi2OSe2 and Bi2OS2 are explained in terms of different Bi─S and Bi─Se covalent bonding characters. Our work provides theoretical guidance for discovering new phases of Bi2OSe2 and an in-depth understanding of the structure-property relationship of Bi─O─S/Se system.
中文翻译：
通过全局结构搜索方法发现氧化铋半导体 Bi2OSe2 的新相
Bi 2 O 2 X 和Bi 2 OX 2 (X = S、Se 和Te) 已显示出热电、光电等应用的潜力。Bi 2 O 2 X 的基态结构已通过实验确定（在空间群I 4/ mmm 中）。然而，对于Bi 2 OX 2，实验中仅合成了Bi 2 OS 2（在空间群P 4/ nmm 中）。在以往的理论研究中，Bi 2 OSe 2和Bi 2 OTe 2的晶体结构假设与 Bi 2 OS 2 相同。它们是否可以通过实验合成仍然是一个悬而未决的问题。在这里，采用基于群体智能的结构预测结合第一性原理计算来预测 Bi 2 OSe 2的晶体结构。确定了三个热力学稳定的低能量相（P 2 1 / m、P 4/ nmm和P 2 1 / m '）。重要的是，新报告的P 2 1 / m相，而不是先前假设的P 4/ mmm相，能量最低。的P 2 1 /米-Bi 2 OSE 2示出了临界稳定性相对于分解成二元化合物的Bi 2 ö 3和Bi 2硒3。Bi 2 OSe 2的预测相具有0.67-1.19 eV 的带隙和相当小的电子和空穴载流子有效质量（小于0.65 m 0）。Bi 2 OSe 2和Bi 2 OS 2的不同相位稳定性用不同的 Bi─S 和 Bi─Se 共价键特性来解释。我们的工作为发现Bi 2 OSe 2 的新相和深入理解Bi─O─S/Se系统的结构-性质关系提供了理论指导。
更新日期：2021-06-05
中文翻译：
通过全局结构搜索方法发现氧化铋半导体 Bi2OSe2 的新相
Bi 2 O 2 X 和Bi 2 OX 2 (X = S、Se 和Te) 已显示出热电、光电等应用的潜力。Bi 2 O 2 X 的基态结构已通过实验确定（在空间群I 4/ mmm 中）。然而，对于Bi 2 OX 2，实验中仅合成了Bi 2 OS 2（在空间群P 4/ nmm 中）。在以往的理论研究中，Bi 2 OSe 2和Bi 2 OTe 2的晶体结构假设与 Bi 2 OS 2 相同。它们是否可以通过实验合成仍然是一个悬而未决的问题。在这里，采用基于群体智能的结构预测结合第一性原理计算来预测 Bi 2 OSe 2的晶体结构。确定了三个热力学稳定的低能量相（P 2 1 / m、P 4/ nmm和P 2 1 / m '）。重要的是，新报告的P 2 1 / m相，而不是先前假设的P 4/ mmm相，能量最低。的P 2 1 /米-Bi 2 OSE 2示出了临界稳定性相对于分解成二元化合物的Bi 2 ö 3和Bi 2硒3。Bi 2 OSe 2的预测相具有0.67-1.19 eV 的带隙和相当小的电子和空穴载流子有效质量（小于0.65 m 0）。Bi 2 OSe 2和Bi 2 OS 2的不同相位稳定性用不同的 Bi─S 和 Bi─Se 共价键特性来解释。我们的工作为发现Bi 2 OSe 2 的新相和深入理解Bi─O─S/Se系统的结构-性质关系提供了理论指导。
京公网安备 11010802027423号