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Experimental and theoretical evidences of p-type conductivity in nickel carbodiimide nanoparticles with a delafossite structure type

Authors :
Yoann Farré
Franck Tessier
Stéphane Jobic
Camille Latouche
Fabrice Odobel
Tengfei Jiang
Mohammed Boujtita
Laurent Cario
Baptiste Polteau
François Cheviré
Yann Pellegrin
Institut des Matériaux Jean Rouxel (IMN)
Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)
School of Chemistry and Chemical Engineering
Yangzhou University
Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR)
Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Chimie Et Interdisciplinarité : Synthèse, Analyse, Modélisation (CEISAM)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
ANR-12-PRGE-0016-01, Agence Nationale de la Recherche
Centre National de la Recherche Scientifique
Université de Rennes 1
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Rennes (ENSCR)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
ANR-12-PRGE-0016,POSITIF,Cellules solaires à colorant par sensibilisation d'oxydes semi-conducteurs de type p pour la fabrication de cellules tandem(2012)
Source :
Inorganic Chemistry, Inorganic Chemistry, American Chemical Society, 2017, 56 (14), pp.7922-7927. ⟨10.1021/acs.inorgchem.7b00636⟩, Inorganic Chemistry, 2017, 56 (14), pp.7922-7927. ⟨10.1021/acs.inorgchem.7b00636⟩
Publication Year :
2017
Publisher :
HAL CCSD, 2017.

Abstract

International audience; Nickel carbodiimide (NiCN) was synthesized using a two-step precipitation-decomposition route leading to a brown powder with gypsum-flower-like morphology and a large specific surface area (75 m/g). This layered material crystallizes in the 2H structure type of delafossite (space group P6/mmc), which is built upon infinite /[NiN] layers connected by linear carbodiimide ([N═C═N]) bridges. An X-ray diffraction Rietveld refinement and thermal analyses pointed out some nickel deficiencies in the material, and band structure calculations carried out on the defect compound predicted p-type conductivity in relation to a slight amount of N. This p-type conductivity was demonstrated by electrochemical impedance spectroscopy measurements, and a flat band potential of 0.90 V vs SCE at pH 9.4 was measured. This value, which is more positive than those of CuGaO and CuCrO delafossite oxides and NiO, prompted us to test NiCN nanoparticles as a photocathode in p-type dye-sensitized solar cells.

Details

Language :
English
ISSN :
00201669 and 1520510X
Database :
OpenAIRE
Journal :
Inorganic Chemistry, Inorganic Chemistry, American Chemical Society, 2017, 56 (14), pp.7922-7927. ⟨10.1021/acs.inorgchem.7b00636⟩, Inorganic Chemistry, 2017, 56 (14), pp.7922-7927. ⟨10.1021/acs.inorgchem.7b00636⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....40806ca65a08b66f2638dc9cdd1c3c9b