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用于电化学、光催化和光电应用的 MFe2O4(M=Zn、Cu、Si) 铁氧体的结构、机械、电子和光学性能
Journal of Solid State Chemistry ( IF 3.2 ) Pub Date : 2023-12-13 , DOI: 10.1016/j.jssc.2023.124504 Saira Arshad , Abid Hussain , Shahzadi Noreen , Nazia Bibi , Muhammad Bilal Tahir , Jalil Ur Rehman , Mehvish Jabeen , Hafiza Benish Munawar , Sara Rahman
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更新日期:2023-12-13
Journal of Solid State Chemistry ( IF 3.2 ) Pub Date : 2023-12-13 , DOI: 10.1016/j.jssc.2023.124504 Saira Arshad , Abid Hussain , Shahzadi Noreen , Nazia Bibi , Muhammad Bilal Tahir , Jalil Ur Rehman , Mehvish Jabeen , Hafiza Benish Munawar , Sara Rahman
剑桥串行总能量包 (CASTEP) 代码中的第一原理密度泛函计算应用于广泛探索 MFe 的结构、机械、电子和光学特性2< a i=2>O4 (M = Zn、Cu、Si) 铁氧体,压力为 0、5、10、15、20 GPa。计算的X射线衍射图显示MFe2O4<的晶格参数值a i=8> (M = Zn, Cu, Si) 铁氧体在外部压力 0–20 GPa 下分别为 8.48-8.08 Å、8.32-8.14 Å 和 8.23-7.87Å。 MFe 的能带隙2O4 (M = Zn, Si) 铁氧体在 0-20 GPa 外部压力下分别表现出 1.24-0.0.82 eV 和 3.843-3.484 eV 范围内的直接性质。 CuFe2O4铁氧体的间接带隙范围为1.167至0.992 eV 与 0–20 GPa 外部压力。因此,带隙的所有计算值都显示出对施加压力的反向响应。 Mulliken布居和总态密度证实所有Fe-O、Zn-O、Si-O和Cu-O键都是共价键。力学性能揭示了 MFe2O4 的立方稳定性(M = 锌、铜、硅)铁氧体。因此,这些铁氧体被证明是电化学应用中的潜在候选者。 B/G值表示MFe2O4 (M = Zn, Cu) 铁氧体具有延展性,被认为是光催化应用的合适候选者。相比之下,SiFe2O4铁氧体完全表现出脆性行为0-20 GPa 的外部压力值被认为对光电器件有帮助。光学性质表明MFe2O4(Zn、Cu、 Si)铁氧体在光催化、太阳能电池和光电应用中表现出优异的可见光光敏性。
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