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Accès ouvert déclaré 2025 article

Structural and electronic properties of H- and O-functionalized diamond (100) with variable coverage

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1Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Diamond combines exceptional mechanical, thermal, and electronic properties, making it a prime candidate for high-power and high-frequency electronics. Its performance, however, is strongly influenced by atmospheric contaminants and the resulting surface chemistry. Using density functional theory (DFT), we investigated the (100) surface with H, OH, O e t h e r (C–O–C), and O k e t o n e (C=O) terminations, as well as mixed H/O motifs across different coverages. Oxygenated surfaces were thermodynamically favored, with O k e t o n e stabilizing at partial coverage and O e t h e r favoring full coverage. Passivation removed mid-gap states, but band gap evolution depended strongly on termination. Specifically, H and OH preserved wide gaps, while O e t h e r and O k e t o n e produced non-monotonic trends, including collapse at low and high coverages. Mixed terminations further expanded tunability, spanning semiconducting to metallic states. The electron affinities ( χ ) showed similar dependence, remaining negative for H, OH consistently near the NEA-PEA boundary, and strongly positive for O-rich surfaces. These results demonstrate that termination and coverage together dictate the stability and the electronic properties, offering a framework for the rational design of diamond (100) surfaces that will support next-generation electronic devices.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Structural and electronic properties of H- and O-functionalized diamond (100) with variable coverage
Date Crossref
01/12/2025
Éditeur
Elsevier BV
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • California State University Department of Chemistry and Biochemistry pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • University of California Materials Science and Engineering Program pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • DEVCOM Army Research Laboratory pays non établi dans la notice
    Organisme public
  • United States Army Combat Capabilities Development Command pays non établi dans la notice
    Institution

Department of Chemistry and Biochemistry — California State University, Materials Science and Engineering Program — University of California et DEVCOM Army Research Laboratory, avec 1 autre affiliation.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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