A Combined NMR and DFT Study of Narrow Gap Semiconductors: The Case of PbTe
A Combined NMR and DFT Study of Narrow Gap Semiconductors: The Case of PbTe
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窄带隙半导体的 NMR 和 DFT 联合研究：PbTe 的案例
DOI：
10.1021/jp3101877
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发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Bouchard, Louis-S.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Taylor, Robert E.;Alkan, Fahri;Koumoulis, Dimitrios;Lake, Michael P.;King, Daniel;Dybowski, Cecil;Bouchard, Louis-S.
在这项研究中，我们提出了一种替代的方法来分离的贡献NMR位移的奈特位移和化学屏蔽相结合的实验固态NMR结果和从头计算。化学位移和奈特位移通常通过详细研究作为温度和载流子浓度的函数的共振频率来区分，然后将位移外推到零载流子浓度。这种方法很耗时，需要对多个样品进行研究。在这里，我们分析了207 Pb和125 Te的NMR自旋晶格弛豫速率和NMR位移的体和纳米PbTe。的位移进行了比较与计算的207 Pb和125 Te的化学位移共振，以确定在零载流子浓度的化学位移。结果与载体浓度依赖性研究的文献值吻合良好。测量结果还与文献报道的n型和p型PbTe半导体的207 Pb和125 Te Knight位移进行了比较。已将文献数据转换为当前接受的偏移量表。我们还提供了可能的证据的“自清洁效应”的性质的PbTe纳米晶体，从而从颗粒的核心，同时保留晶体结构的缺陷被删除。
In this study we present an alternative approach to separating contributions to the NMR shift originating from the Knight shift and chemical shielding by a combination of experimental solid-state NMR results and ab initio calculations. The chemical and Knight shifts are normally distinguished through detailed studies of the resonance frequency as a function of temperature and carrier concentration, followed by extrapolation of the shift to zero carrier concentration. This approach is time-consuming and requires studies of multiple samples. Here, we analyzed207Pb and125Te NMR spin–lattice relaxation rates and NMR shifts for bulk and nanoscale PbTe. The shifts are compared with calculations of the207Pb and125Te chemical shift resonances to determine the chemical shift at zero charge carrier concentration. The results are in good agreement with literature values from carrier concentration-dependent studies. The measurements are also compared to literature reports of the207Pb and125Te Knight shifts ofn- andp-type PbTe semiconductors. The literature data have been converted to the currently accepted shift scale. We also provide possible evidence for the “self-cleaning effect” property of PbTe nanocrystals whereby defects are removed from the core of the particles while preserving the crystal structure.
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