The Synergistic Effect of Molybdenum Dopant Content and Pressure on the Optoelectronic and Mechanical Performance of CeO۲: DFT+U Study

سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 8

فایل این مقاله در 13 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_IJMSEI-23-2_002

تاریخ نمایه سازی: 22 مهر 1405

چکیده مقاله:

This contribution investigates the structural, opto-electronic, and mechanical properties of  cerium oxide (CeO۲) and molybdenum-included cerium oxide (Ce۱-xMoxO۲) under hydrostatic pressures of  ۰, ۲۵, ۵۰, ۷۵, and ۱۰۰ GPa. The computed results were executed by the state of the art density functional theory (DFT+U). The generalized gradient approximation (GGA) supported by the PBE functional has been utilized.  Initially, the lattice dimensions of the cubic CeO۲ phase accounts to ۵.۴۳۸ Å. The electronic characteristics have inspected by assessing the band gap of the pure CeO۲ unit cell, which amounts to ۳.۱۳۴ eV. Incorporating Mo element into the host CeO۲ lattice declines the band gap to ۲.۰۴۵ eV of Ce۰.۷۵Mo۰.۲۵O۲. This value is more dropped when applying hydrostatic pressure till reaching ۱.۸۰۸ eV at ۱۰۰ GPa. The projected density of states (PDOS) findings  reveal a hybridization between CeO۲ and Mo with key contributions of Ce-۴f, O-۲p, and Mo-۳d states. Furthermore, the assessed negative formation energy magnitudes of Ce۰.۷۵Mo۰.۲۵O۲ under zero and applied hydrostatic stress evidence the thermodynamic stability, proposing the possible experimental fabrication of such system. Absorption curves examinations reveal a blue shift for the inspected structures. Under applied pressures, an enhancement in the absorption spectra has been observed by shifting toward the ultraviolet (UV) wavelength region, indicating the potential applications in optoelectronic devices.

نویسندگان

Karrar Hadi

Department of Physics, College of Education for Pure Science - Ibn Al-Haitham, University of Baghdad, Baghdad, Iraq

Hussein Miran

Department of Physics, College of Education for Pure Science - Ibn Al-Haitham, University of Baghdad, Baghdad, Iraq

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • G. Kumaravel, S. Kirthiga, M. M. H. Al Shekaili, and ...
  • X. Wang, J. Wang, Y. Sun, K. Li, T. Shang, ...
  • R. Kumar, V. K. Gupta, M. Khosya, S. Singh, and ...
  • J. Graciani, A. M. Marquez, J. J. Plata, Y. Ortega, ...
  • H. A. Miran, Z. N. Jaf, I. H. Khaleel, and ...
  • S. S. Al-Awadi, A. A. Ramadhan, F. T. Ibrahim, and ...
  • D. S. Shaker, N. K. Abass, and R. A. U. ...
  • S. S. Mahmood, B. A. Hasan, and A. F. Rauuf, ...
  • B. M. Reddy and A. Khan, Nanosized CeO۲–SiO۲, CeO۲–TiO۲, and ...
  • H. A. Miran, M. Altarawneh, Z. N. Jaf, M. M. ...
  • S. A. Ansari, M. M. Khan, M. O. Ansari, S. ...
  • H. S. Batool, M. J. I. Khan, I. Taj, J. ...
  • Z. N. Jaf, M. Altarawneh, H. A. Miran, and Z. ...
  • Z. N. Jaf, H. A. Miran, I. H. Khaleel, and ...
  • Z. N. Jaf, M. Altarawneh, H. A. Miran, M. H. ...
  • I. L. Ikhioya, S. O. Aisida, I. Ahmad, and F. ...
  • Y. Yu, W. Xia, A. Yu, D. S. A. Simakov, ...
  • X. Hao, G. Wei, H. Zhang, S. Tan, and G. ...
  • X. Zou, J. Liu, Y. Li, Z. Shen, X. Zhu, ...
  • L. Li, C. Ge, J. Ji, W. Tan, X. Wang, ...
  • C. Nan, H. Yang, F. Gao, N. Gao, W. Zhou, ...
  • L. Wang, X. Du, Y. Yi, H. Wang, M. Gul, ...
  • I. Díaz-Aburto, F. Gracia, and M. Colet-Lagrille, Mo-Doped CeO ۲ ...
  • H. Zhang, Y. Su, N. Kosinov, and E. J. M. ...
  • Y. Yu, T. Wang, X. Jiang, K. Chen, Q. Wu, ...
  • P. S. Parab, A. A. Pawanoji, K. R. Jarhad, and ...
  • A. Bouhlala, M. Doghmane, W. T. Halais, and S. Chettibi, ...
  • R. Munirathnam, H. C. Manjunatha, Y. S. Vidya, L. Seenappa, ...
  • J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Generalized Gradient ...
  • Z. N. Jaf, H. A. Miran, M. M. Rahman, A. ...
  • S. Lutfalla, V. Shapovalov, and A. T. Bell, Calibration of ...
  • M. D. Segall, P. J. D. Lindan, M. J. al ...
  • T. El-Achari, F. Goumrhar, L. B. Drissi, and R. A. ...
  • B. Huang, R. Gillen, and J. Robertson, Study of CeO۲ ...
  • H. J. Monkhorst and J. D. Pack, Special Points for ...
  • J. L. Lu, H. J. Gao, S. Shaikhutdinov, and H. ...
  • K. M. Hossain, S. Kumar Mitro, S. A. Moon, M. ...
  • H. Jia, M. Li, X. Li, B. Ren, X. Liu, ...
  • H. S. Batool, M. J. I. Khan, I. Taj, J. ...
  • H. A. Miran, Z. N. Jaf, M. Al Tarawneh, M. ...
  • B. Peng, H. Zhang, H. Shao, Y. Xu, R. Zhang, ...
  • Z. N. Jaf, Z.-T. Jiang, H. A. Miran, and M. ...
  • F.-C. Chiu and C.-M. Lai, Optical and Electrical Characterizations of ...
  • H. A. Miran and Z. N. Jaf, A Systematic DFT ...
  • H. A. Miran, M. Altarawneh, H. Widjaja, Z. N. Jaf, ...
  • R. J. Sabri and Z. N. Jaf, Optoelectronic Characteristics of ...
  • L. Yue and X.-M. Zhang, Structural Characterization and Photocatalytic Behaviors ...
  • J. L. F. Da Silva, M. V. Ganduglia-Pirovano, J. Sauer, ...
  • نمایش کامل مراجع