Revealing Nanoscale Chemical Heterogeneities in Polycrystalline Mo-BiVO
bismuth vanadate
chemical heterogeneity
first principles
scanning X-ray microscopy
water splitting
Journal
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
ISSN: 1613-6829
Titre abrégé: Small
Pays: Germany
ID NLM: 101235338
Informations de publication
Date de publication:
Sep 2020
Sep 2020
Historique:
received:
10
03
2020
revised:
04
06
2020
pubmed:
6
8
2020
medline:
6
8
2020
entrez:
6
8
2020
Statut:
ppublish
Résumé
The activity of polycrystalline thin film photoelectrodes is impacted by local variations of the material properties due to the exposure of different crystal facets and the presence of grain/domain boundaries. Here a multi-modal approach is applied to correlate nanoscale heterogeneities in chemical composition and electronic structure with nanoscale morphology in polycrystalline Mo-BiVO
Identifiants
pubmed: 32755006
doi: 10.1002/smll.202001600
doi:
Types de publication
Journal Article
Langues
eng
Sous-ensembles de citation
IM
Pagination
e2001600Subventions
Organisme : U.S. Department of Energy
ID : DE-AC02-05CH11231
Organisme : U.S. Department of Energy
ID : DE-SC0004993
Organisme : DGI-UNAB Regular
ID : DI-21-18/"REG"
Organisme : FONDECYT
ID : 11180590
Organisme : DFG
ID : EXC 2089/1
Organisme : DFG
ID : 390776260
Informations de copyright
© 2020 The Authors. Published by Wiley-VCH GmbH.
Références
S. Chu, Y. Cui, N. Liu, Nat. Mater. 2017, 16, 16.
a) I. D. Sharp, J. K. Cooper, F. M. Toma, R. Buonsanti, ACS Energy Lett. 2017, 2, 139;
b) J. K. Cooper, S. Gul, F. M. Toma, L. Chen, P.-A. Glans, J. Guo, J. W. Ager, J. Yano, I. D. Sharp, Chem. Mater. 2014, 26, 5365.
a) J. Eichhorn, C. Kastl, J. K. Cooper, D. Ziegler, A. M. Schwartzberg, I. D. Sharp, F. M. Toma, Nat. Commun. 2018, 9, 2597;
b) A. J. E. Rettie, W. D. Chemelewski, D. Emin, C. B. Mullins, J. Phys. Chem. Lett. 2016, 7, 471;
c) J. Eichhorn, C. Kastl, A. M. Schwartzberg, I. D. Sharp, F. M. Toma, ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 35129.
a) F. M. Toma, J. K. Cooper, V. Kunzelmann, M. T. McDowell, J. Yu, D. M. Larson, N. J. Borys, C. Abelyan, J. W. Beeman, K. M. Yu, J. Yang, L. Chen, M. R. Shaner, J. Spurgeon, F. A. Houle, K. A. Persson, I. D. Sharp, Nat. Commun. 2016, 7, 12012;
b) J. Eichhorn, G. Liu, F. M. Toma, in Integrated Solar Fuel Generators, The Royal Society of Chemistry, London 2019, p. 281.
P. Chakthranont, L. C. Seitz, T. F. Jaramillo, J. Phys. Chem. Lett. 2015, 6, 3702.
a) J. Stöhr, NEXAFS Spectroscopy, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 1992;
b) M. Abbate, H. Pen, M. T. Czyżyk, F. M. F. de Groot, J. C. Fuggle, Y. J. Ma, C. T. Chen, F. Sette, A. Fujimori, Y. Ueda, K. Kosuge, J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 1993, 62, 185.
a) L. R. De Jesus, G. A. Horrocks, Y. Liang, A. Parija, C. Jaye, L. Wangoh, J. Wang, D. A. Fischer, L. F. J. Piper, D. Prendergast, S. Banerjee, Nat. Commun. 2016, 7, 12022;
b) J. Lim, Y. Li, D. H. Alsem, H. So, S. C. Lee, P. Bai, D. A. Cogswell, X. Liu, N. Jin, Y.-s. Yu, N. J. Salmon, D. A. Shapiro, M. Z. Bazant, T. Tyliszczak, W. C. Chueh, Science 2016, 353, 566.
J. Wang, J. Zhou, Y. Hu, T. Regier, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 926.
a) F. F. Abdi, S. P. Berglund, J. Phys. D: Appl. Phys. 2017, 50, 193002;
b) K. P. S. Parmar, H. J. Kang, A. Bist, P. Dua, J. S. Jang, J. S. Lee, ChemSusChem 2012, 5, 1926.
X. Yao, X. Zhao, J. Hu, H. Xie, D. Wang, X. Cao, Z. Zhang, Y. Huang, Z. Chen, T. Sritharan, iScience 2019, 19, 976.
J. K. Cooper, S. B. Scott, Y. Ling, J. Yang, S. Hao, Y. Li, F. M. Toma, M. Stutzmann, K. V. Lakshmi, I. D. Sharp, Chem. Mater. 2016, 28, 5761.
M. Favaro, R. Uecker, S. Nappini, I. Píš, E. Magnano, H. Bluhm, R. van de Krol, D. E. Starr, J. Phys. Chem. C 2019, 123, 8347.
Z. Zhao, Z. Li, Z. Zou, Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 4746.
L. F. J. Piper, A. DeMasi, S. W. Cho, A. R. H. Preston, J. Laverock, K. E. Smith, K. G. West, J. W. Lu, S. A. Wolf, Phys. Rev. B 2010, 82, 235103.
N. J. Firet, A. Venugopal, M. A. Blommaert, C. Cavallari, C. J. Sahle, A. Longo, W. A. Smith, Chem. Mater. 2019, 31, 7453.
L. Chen, E. Alarcón-Lladó, M. Hettick, I. D. Sharp, Y. Lin, A. Javey, J. W. Ager, J. Phys. Chem. C 2013, 117, 21635.
M. D. Rossell, P. Agrawal, A. Borgschulte, C. Hébert, D. Passerone, R. Erni, Chem. Mater. 2015, 27, 3593.
a) V. Jovic, J. Laverock, A. J. E. Rettie, J. S. Zhou, C. B. Mullins, V. R. Singh, B. Lamoureux, D. Wilson, T. Y. Su, B. Jovic, H. Bluhm, T. Söhnel, K. E. Smith, J. Mater. Chem. A 2015, 3, 23743;
b) T. Liu, X. Zhou, M. Dupuis, C. Li, Phys. Chem. Chem. Phys. 2015, 17, 23503.
Y. Hermans, S. Murcia-López, A. Klein, R. van de Krol, T. Andreu, J. R. Morante, T. Toupance, W. Jaegermann, Phys. Chem. Chem. Phys. 2019, 21, 5086.
a) A. H. England, A. M. Duffin, C. P. Schwartz, J. S. Uejio, D. Prendergast, R. J. Saykally, Chem. Phys. Lett. 2011, 514, 187;
b) P. Jiang, D. Prendergast, F. Borondics, S. Porsgaard, L. Giovanetti, E. Pach, J. Newberg, H. Bluhm, F. Besenbacher, M. Salmeron, J. Chem. Phys. 2013, 138, 024704.
A. W. Sleight, H. y. Chen, A. Ferretti, D. E. Cox, Mater. Res. Bull. 1979, 14, 1571.
M. Reticcioli, U. Diebold, G. Kresse, C. Franchini, in Handbook of Materials Modeling (Ed: S. Y. W. Andreoni), Springer, Cham 2019.
L. Chen, F. M. Toma, J. K. Cooper, A. Lyon, Y. Lin, I. D. Sharp, J. W. Ager, ChemSusChem 2015, 8, 1066.
a) A. P. Hitchcock, C. Morin, X. Zhang, T. Araki, J. Dynes, H. Stoever, J. Brash, J. R. Lawrence, G. G. Leppard, J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 2005, 144, 259;
b) A. L. D. Kilcoyne, T. Tyliszczak, W. F. Steele, S. Fakra, P. Hitchcock, K. Franck, E. Anderson, B. Harteneck, E. G. Rightor, G. E. Mitchell, A. P. Hitchcock, L. Yang, T. Warwick, H. Ade, J. Synchrotron Radiat. 2003, 10, 125.
a) P. Giannozzi, S. Baroni, N. Bonini, M. Calandra, R. Car, C. Cavazzoni, D. Ceresoli, G. L. Chiarotti, M. Cococcioni, I. Dabo, A. Dal Corso, S. de Gironcoli, S. Fabris, G. Fratesi, R. Gebauer, U. Gerstmann, C. Gougoussis, A. Kokalj, M. Lazzeri, L. Martin-Samos, N. Marzari, F. Mauri, R. Mazzarello, S. Paolini, A. Pasquarello, L. Paulatto, C. Sbraccia, S. Scandolo, G. Sclauzero, A. P. Seitsonen, A. Smogunov, P. Umari, R. M. Wentzcovitch, J. Phys.: Condens. Matter 2009, 21, 395502;
b) P. Giannozzi, O. Andreussi, T. Brumme, O. Bunau, M. Buongiorno Nardelli, M. Calandra, R. Car, C. Cavazzoni, D. Ceresoli, M. Cococcioni, N. Colonna, I. Carnimeo, A. Dal Corso, S. de Gironcoli, P. Delugas, R. A. DiStasio, A. Ferretti, A. Floris, G. Fratesi, G. Fugallo, R. Gebauer, U. Gerstmann, F. Giustino, T. Gorni, J. Jia, M. Kawamura, H. Y. Ko, A. Kokalj, E. Küçükbenli, M. Lazzeri, M. Marsili, N. Marzari, F. Mauri, N. L. Nguyen, H. V. Nguyen, A. Otero-de-la-Roza, L. Paulatto, S. Poncé, D. Rocca, R. Sabatini, B. Santra, M. Schlipf, A. P. Seitsonen, A. Smogunov, I. Timrov, T. Thonhauser, P. Umari, N. Vast, X. Wu, S. Baroni, J. Phys.: Condens. Matter 2017, 29, 465901.
J. P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865.
a) A. I. Liechtenstein, V. I. Anisimov, J. Zaanen, Phys. Rev. B 1995, 52, R5467;
b) M. Cococcioni, S. de Gironcoli, Phys. Rev. B 2005, 71, 035105.
L. Wang, T. Maxisch, G. Ceder, Phys. Rev. B 2006, 73, 195107.
D. Vanderbilt, Phys. Rev. B 1990, 41, 7892.
a) Y. Liang, J. Vinson, S. Pemmaraju, W. S. Drisdell, E. L. Shirley, D. Prendergast, Phys. Rev. Lett. 2017, 118, 096402;
b) Y. Liang, D. Prendergast, Phys. Rev. B 2018, 97, 205127.
M. Taillefumier, D. Cabaret, A.-M. Flank, F. Mauri, Phys. Rev. B 2002, 66, 195107.
a) D. Prendergast, G. Galli, Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 215502;
b) J.-J. Velasco-Velez, C. H. Wu, T. A. Pascal, L. F. Wan, J. Guo, D. Prendergast, M. Salmeron, Science 2014, 346, 831.