Publication detail

Defect pairing in Fe-doped SnS van der Waals crystals: a photoemission and scanning tunneling microscopy study

Year: 2023

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Nanoscale

Publisher name: Royal Society of Chemistry

Place: Cambridge

Page from-to: 13110-13119

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Párování defektů ve van der Waalsových krystalech SnS dopovaných Fe: studie fotoemise a skenovací tunelovací mikroskopie	Zkoumáme vliv nízkých koncentrací železa na fyzikální vlastnosti van der Waalsových krystalů SnS vypěstovaných z taveniny. Pomocí skenovací tunelové mikroskopie (STM) a fotoemisní spektroskopie studujeme defekty indukované Fe a pozorujeme efekt elektronového dopování v pásové struktuře nativního polovodiče SnS typu p. Atomově rozlišená a na posunu závislá STM data charakteristických defektů jsou porovnávána se simulacemi ab initio teorie funkcionálu hustoty vakancí (V-S a V-Sn), substitučních (Fe-Sn) a intersticiálních (Fe-int) Fe defektů. Zatímco v nativním SnS převažují akceptorové vakance V-Sn, naše výsledky ukazují, že Fe přednostně obsazuje donorová intersticiální místa Fe-int v těsné blízkosti defektů V-Sn podél vysoce symetrické osy c SnS. Tvorba takových dobře definovaných spřažených (V-Sn, Fe-int) defektních párů vede k lokální kompenzaci akceptorového charakteru V-Sn, což je v souladu se snížením koncentrace nosičů p-typu pozorovaným při našich měřeních Hallova transportu.	Párování; defekt; van der Waals; krystal; SnS; dopování Fe; fotoemise; skenovací tunelovací mikroskopie
eng	Defect pairing in Fe-doped SnS van der Waals crystals: a photoemission and scanning tunneling microscopy study	We investigate the effect of low concentrations of iron on the physical properties of SnS van der Waals crystals grown from the melt. By means of scanning tunneling microscopy (STM) and photoemission spectroscopy we study Fe-induced defects and observe an electron doping effect in the band structure of the native p-type SnS semiconductor. Atomically resolved and bias dependent STM data of characteristic defects are compared to ab initio density functional theory simulations of vacancy (V-S and V-Sn), Fe substitutional (Fe-Sn), and Fe interstitial (Fe-int) defects. While native SnS is dominated by acceptor-like V-Sn vacancies, our results show that Fe preferentially occupies donor-like interstitial Fe-int sites in close proximity to V-Sn defects along the high-symmetry c-axis of SnS. The formation of such well-defined coupled (V-Sn, Fe-int) defect pairs leads to local compensation of the acceptor-like character of V-Sn, which is in line with a reduction of p-type carrier concentrations observed in our Hall transport measurements.	Defect; pairing; Fe-doped; SnS; van der Waals; crystals; photoemission; scanning tunneling microscopy

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links