Band gaps of hybrid metal halide perovskites: efficient estimation
本文提出将AK13交换泛函与GAM相关泛函结合用于混合金属卤化物钙钛矿的带隙预测，在常规DFT计算成本下实现了与GW方法相近的精度，为评估复杂材料电子结构提供了高效途径。
2024-02-13 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Cs$_2$InAgCl$_6$: A new lead-free halide double perovskite with direct band gap
最近提出了基于铋和银的$_2$ BB $^\prime$ X $_6$卤化物双钙钛矿作为铅基混合卤化物钙钛矿的潜在环境友好替代物。特别是，Cs $_2$ BiAgX $_6$（X = Cl，Br）已被合成，并发现在可见光范围内表现出带隙。然而，这些化合物的带隙是间接的，这对于在薄膜光致变色材料中的应用不是理想的。在这里，我们提出了一类新的卤化物双钙钛矿，其中B $^{3+}$和B $^{+}$阳离子分别是In $^{3+}$和Ag $^{+}$。我们的第一性原理计算表明，假设的化合物Cs $_2$ InAgX $_6$（X = Cl，Br，I）应该在可见光（I）和紫外光（Cl）之间具有直接带隙。在此基础上，我们尝试合成了Cs $_2$ InAgCl $_6$和Cs $_2$ InAgBr $_6$，并成功地合成了迄今未知的双钙钛矿结构Cs $_2$ InAgCl $_6$。X射线衍射结果表明，样品为双钙钛矿结构，空间群为$Fm\overline{3}m$。测得的带隙为3.3 eV，该化合物被发现是光敏的，并在紫外光照射下可逆地从白色变成橙色。我们还进行了经验分析的Cs $_2$ InAg X $_6$和它们的混合卤化物的稳定性的基础上Goldschmidt的规则，我们发现，它也应该有可能形成Cs $_2$ InAg（Cl $_{1-x}$ Br $_{x}$）$_6$为$x<1$。…
2017-01-25 cond-mat.mtrl-sci
Effect of inorganic cation mixing on hybrid halide perovskites using density functional theory for application in single and multi junction photovoltaics
本工作旨在利用第一性原理密度泛函理论（DFT）方法研究混合阳离子（混合甲基铵+无机阳离子）卤化物钙钛矿，以寻找其在钙钛矿基光化学中的潜在应用。这是对作者之前关于混合卤化物和无机卤化物钙钛矿的高通量筛选的两项研究的补充。这项工作涉及将一定量的无机阳离子混合到有机部位（甲基铵），并研究所得物的电子结构。63个钙钛矿在其计算的稳定相进行了模拟，并预测了它们的带隙。带隙是预测的重要参数，因为这些表明它们有可能用作光电器件。从计算的带隙，37个钙钛矿被预测为适合于单结以及多结太阳能电池应用，7个不适合于单结或多结太阳能电池，其余21个适合于多结但不适合于单结太阳能电池。该研究还显示了有趣的过渡的性质的带隙从间接到直接，反之亦然，引起约50%的无机阳离子混合。
2021-10-18 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
The effects of intrinsic local distortions vs. dynamic thermal motions on the stability and band gaps of cubic oxide and halide perovskites
角共享ABX $_3$钙钛矿长期以来在固态化学和凝聚态物理中具有突出的特征。尽管如此，对它们的两个主要亚族卤化物和氧化物的共同理解还没有完全发展。实际上，与具有单个重复基序的化合物（“单晶”）的情况不同，某些立方钙钛矿可以表现出局部基序的非热分布（“多晶网络”）。这种固有变形可以包括位置自由度。与热运动不同，这种固有的畸变不会时间平均为零。本研究比较了氧化物和卤化物钙钛矿的电子结构特征，从内能的DFT最小化描述的本征多晶型网络开始，继续使用AIMD有限温度热无序。我们发现（i）不同的氧化物与卤化物ABX $_3$化合物采用不同的能量降低畸变模式。DFT计算的SrTiO $_3$的对分布函数（PDF）与最近测量的PDF一致。(ii)在氧化物和卤化物中，这种固有的畸变导致相对于单晶结构的带隙蓝移。(iii)对于氧化物钙钛矿，从多晶结构开始的高温AIMD模拟显示，热致畸变可导致带隙红移。(iv)相反，对于立方CsPbI $_3$，本征畸变和热畸变都有助于带隙蓝移，前者，本征效应占主导地位。(v)在氧化物SrTiO $_3$和CaTiO $_3$中（但不在卤化物中），八面体倾斜导致出现明显的$Γ$ - $Γ$直接带隙分量，作为公知的间接R- $Γ$带隙的第二谷最小值。理解氧化物与卤化物钙钛矿上的这种本征效应与热效应具有设计目标电子特性的潜力。
2021-08-30 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Electronic and gap properties of lead-free perfect and mixed hybrid halide perovskites: An \textit{ab-initio} study
由于其在光电子学和太阳能电池中的潜在应用，混合卤化物钙钛矿目前正处于激烈的研究中。其中，MAPbI $_3$（其中MA代表甲基铵阳离子）表现出用于太阳能电池的理想性质。为了尝试鉴定新的无铅卤化物钙钛矿，我们使用\textit{ab-initio}电子结构计算结合杂化泛函研究了一系列MABX $_3$化合物，其中B是二价阳离子，X是卤素原子。我们的研究结果表明，所研究的化合物表现出各种晶格常数和能带隙。特别地，MAZnCl $_3$、MACdBr $_3$、MAGeCl $_3$和MAGeBr $_3$易于在器件中取代MAPbI $_3$，因为它们显示出相当的能隙。对混合混合卤化物钙钛矿的进一步计算表明，尽管不存在简化的模式，但我们可以调整能隙的值。我们的研究结果为进一步研究这些材料在技术相关应用中的用途铺平了道路。
2017-05-19 cond-mat.mtrl-sci
New Family of Quantum Spin Hall Insulators in Two-dimensional Transition-Metal Halide with Large Nontrivial Band Gaps
拓扑绝缘体（TI）由于在绝缘体带隙内具有强的无带隙态，有望实现无耗散输运器件。然而，目前实现的2D TI，量子自旋霍尔（QSH）绝缘体，遭受超高真空和极低的温度。因此，寻找实验制备可行性高、带隙大的量子SH绝缘体对于自旋电子学的广泛应用具有重要意义。基于第一性原理计算，我们预测了过渡金属卤化物MX中一个新的二维QSH绝缘体族（M = Zr，Hf; X = Cl、Br和I）单层，具有0.12 $-$ 0.4 eV的大的非平凡带隙，与铋（111）双层相当（0.2 eV）、锡烯（0.3 eV）和大于ZrTe $_5$（0.1 eV）的单层和石墨烯基夹层异质结构（30 $-$ 70 meV）。它们对应的三维块体材料是由QSH层堆叠而成的弱拓扑绝缘体，并且部分块体化合物已经在实验中合成。该系统中的二维QSH效应源于一种新的d $-$ d带反转，它不同于传统的s $-$ s轨道或p $-$ p轨道之间的带反转.纯层状MX单层的实现可以通过从它们的3D体相剥离来制备，从而为纳米级器件应用带来巨大希望，并刺激对基于过渡金属的QSH材料的进一步努力。
2015-12-14 cond-mat.mtrl-sci
Photophysics of Two-Dimensional Semiconducting Organic-Inorganic Metal-Halide Perovskites
2D有机-无机杂化钙钛矿（2DHP）由交替的阴离子金属卤化物层和阳离子有机层组成。它们具有广泛可调的结构和光学性质。我们回顾了有机阳离子在定义2DHP的结构和光学性质的作用，通过例如碘化铅2DHP。尽管激子存在于金属卤化物层中，但有机和无机框架不能分开-它们必须被视为一个单一单元以充分理解2DHP的物理学。我们关联阳离子诱导的扭曲和无序的无机晶格与由此产生的光学性质。我们还讨论了阳离子在创建和改变离散激子结构，出现在低温下的一些2DHP，包括阳离子依赖的存在下的热激子光致发光的作用。最后，我们的审查与展望2DHP，突出现有的差距，基础知识以及潜在的未来应用。
2021-11-06 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Electronic properties of Cs-based halide perovskites: An ab-initio study
卤化物钙钛矿材料由于其在太阳能电池、光电子器件和催化等方面的潜在应用而受到广泛关注。最近我们用电子能带结构的第一性原理计算方法研究了立方MABX $_3$化合物[A. Koliogiorgos等人，Comput. Mater. Sci. \textbf{138}，92（2017）]，其中MA代表甲基铵阳离子，B是二价阳离子，X是卤素。我们扩大我们的研究的情况下，Cs的立场，在MA阳离子的地方。我们的研究结果表明，铯基化合物也表现出各种晶格常数和能带隙。计算的平衡晶格常数与实验结果有很大的不同。计算的能隙也显示出这些晶格常数的大偏差。此外，使用更复杂的泛函导致能隙值的冲突变化，其效果是材料依赖性的。我们的研究结果表明，相反的MA卤化物钙钛矿，铯卤化物钙钛矿构成一个更微妙的情况下，还有很长的路要走\textit{ab-initio}计算，以准确地描述其结构和电子性质。
2018-01-22 cond-mat.mtrl-sci
Onsite and intersite electronic correlations in the Hubbard model for halide perovskites
卤化物钙钛矿（HPs）由于其在可见光范围内具有良好的禁带宽度而被广泛认为是一种很有前途的光伏和发光材料。采用（半）局部交换相关泛函的密度泛函理论（DFT）计算通常低估了这些系统的带隙。要准确描述HP的电子结构，通常需要更高阶的理论，例如Heyd-Scuseria-Ernzerhof（HSE）混合密度泛函和GW近似，这些近似比标准DFT计算昂贵得多。在这里，我们研究了三种代表性类型的HP，ABX 3卤化物钙钛矿，空位有序双钙钛矿（VODP），和键合的卤化物钙钛矿（BDHPs），使用DFT+U+V与现场U和intersite V Hubbard参数计算自洽没有先验假设。包括哈伯德校正提高了所有三种类型的HP的带隙预测精度的先进方法的类似水平。此外，自洽的Hubbard U是一个有意义的指标，在HP中的多价金属原子的真实局部电荷状态。包含的intersite Hubbard V是至关重要的，以适当地捕获在BDHPs，具有卤素八面体的呼吸模式失真的相邻原子上的价电子之间的杂化。特别是，哈伯德参数和晶体几何形状的同时收敛使得BDHPs的带隙预测精度优于HSE，但成本仅为一小部分。我们的工作突出了使用自洽的Huabbard参数时，往往具有复杂的竞争现场本地化和站点间杂交处理HP的重要性。
2022-07-13 cond-mat.mtrl-sci
Towards a single-junction non-concentrator metal halide perovskite hot carrier solar cell: review of current gaps and opportunities in understanding slow hot carrier cooling
Gabriel Man och Partners AB（Gabriel Man 与合作伙伴有限公司）；Man Labs Technologies LLC（Man 实验室科技有限公司）
本文回顾了单结非聚光金属卤化物钙钛矿热点载流子太阳能电池的研究现状，探讨了理解慢速热点载流子冷却的不足及改进方法。
2026-01-22 cond-mat.mtrl-sci
Formation and composition-dependent properties of alloys of cubic halide perovskites
用于太阳能应用的单个卤化物钙钛矿的明显缺点，例如带隙的限制范围、ABX 3分解成AX+ BX 2的倾向或2ABX 3氧化成A2BX 6，导致需要考虑单个钙钛矿的合金。这产生了一个非平凡的材料选择问题，跨越连续的三组组合物（一个用于每个子晶格），并需要在每个合金子域相分离或排序的控制。毫不奇怪，到目前为止，材料和结构的选择主要是通过试错探索。我们从半导体合金的固态理论出发，分析了（FA，Cs）（Pb，Sn）I_3合金体系的行为。利用密度泛函计算特别构造的超晶胞（SQS）被用来计算的带隙，分解和合金混合的能量的组成依赖。观察到A位和B位合金的一些趋势。为了理解控制这些趋势的物理原因，我们将合金性能分解为不同的物理术语：（i）与去除八面体变形相关的能量（倾斜、旋转、B位位移），（ii）压缩较大组分和使较小组分膨胀到合金体积的能量，（iii）与将合金单元置于共同晶格上相关的电荷转移能量，最后，（iv）细胞内所有键的结构松弛。这一分析澄清了观测到的爆炸间隙，分解能量和混合能量的趋势的起源。与以前的一些计算不同，我们发现，合金物理学的适当描述要求即使是纯的，非合金化的端点化合物被允许开发本地环境依赖的八面体变形，显着降低总能量和提高其带隙。
2018-12-26 cond-mat.mtrl-sci
DeePKS Model for Halide Perovskites with the Accuracy of Hybrid Functional
本研究训练了基于神经网络的DeePKS模型，在卤化物钙钛矿体系中实现了兼具HSE06杂化泛函精度与GGA泛函效率的电子结构计算，为高效预测该材料家族的各种性质提供了有力工具。
2023-06-26 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Rectangular Tantalum Carbide Halides TaCX (X = Cl, Br, I) monolayer: Novel Large-Gap Quantum Spin Hall Insulator
量子自旋霍尔（QSH）绝缘体具有边缘状态，其在拓扑上被保护免受背散射。然而，已知的QSH材料（例如HgTe/CdTe和InAs/GaSb量子阱）表现出非常小的能隙并且仅在低温下工作，这阻碍了它们在室温器件中的应用。基于第一性原理计算，我们预测了一个新的QSH绝缘体的单层碳化钽卤化物TaCX（X = Cl，Br，和I）具有独特的矩形晶格和大的直接能隙大于0.2 eV，准确地说，0.23 $-$ 0.36 eV。该系统中的二维QSH效应机制源于固有的d $-$ d带反转，不同于传统的s $-$ p或p $-$ p轨道之间的带反转.此外，应变和本征电场可用于调节电子结构并增强能隙。TaCX纳米粒子具有跨越体带隙的单狄拉克锥边缘态，表现出与石墨烯相当的高费米速度的线性色散。这些具有相当大的非平凡的间隙的二维材料在新一代无耗散电子学和自旋电子学中具有巨大的应用潜力。
2016-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced stability of 2D organic-inorganic halide perovskites by doping and heterostructure engineering
有机-无机卤化物钙钛矿太阳能电池由于其低成本制造、灵活性和高功率转换效率而最近引起了人们的广泛关注。从三维到二维（2D）的减少为调整有机-无机卤化物钙钛矿的电子性质提供了令人兴奋的机会。在这里，我们提出了第一性原理密度泛函理论为基础的路线，研究降维，杂质掺杂，异质结构工程的能量稳定性，带隙和输运性质的2D杂化有机-无机卤化物钙钛矿的影响。我们表明，二维有机-无机卤化物钙钛矿的能量稳定性可以显着提高化学沉积二硫化钼单层作为前体的系统中的异质结构工程。虽然一方面，这些结构具有与它们的体对应物相似的和优异的输运性质，但另一方面，它们具有宽范围的可调谐带隙的优点。我们的预测将加快未来的努力（包括理论和实验）在高性能钙钛矿的合成，测量和应用。
2018-07-20 cond-mat.mtrl-sci
Valence and conduction bands engineering in halide perovskites for solar cell applica- tions
我们进行了从头计算模拟，旨在确定的原子和电子结构的高价和导带的起源，和带隙的可调性卤化物钙钛矿。我们发现两个关键成分是二价阳离子和卤素原子轨道之间的重叠，以及Sn或Pb原子上的导带底（CBM）态的电子电荷。特别是，我们发现，较低的差距与较高的负反键重叠，和较高的CBM电荷的二价阳离子。Sn/Pb上的重叠和CBM电荷都可以通过卤化物、双和单价阳离子的化学性质以及晶体结构的对称性来调节。在此基础上，我们提供了一些实用的规则来调整这类材料的价带最大值，导带最小值和带隙。
2014-12-11 cond-mat.mtrl-sci
Structure and optical properties of high light output halide scintillators
基于第一性原理计算，介绍了几种高光输出卤化物光吸收器及其相关材料的结构和光学性质。光学性质是基于Engel-Vosko广义梯度近似和最近开发的密度泛函的Tran和Blaha。所研究的材料是BaBr $_2$、BaIBr、BaCl $_2$、BaF $_2$、BaI $_2$、BiI $_3$、CaI $_2$，Cs $_2LiYCl$ _6 $, CsBa$ _2 $Br$ _5 PDMATHABMP_2 $I$ _5 $, K$ _2 $LaBr$ _5 PDMATHABMS_2 $LaCl$ _5 PDMATHABMV_2 $LaI$ _5 $, LaBr$ _3 $, LaCl$ _3 $, SrBr$ _2 $, and YI$ _3 $. For comparison results are presented for the oxide CdWO$ _4 $. We find that the Tran Blaha functional gives greatly improved band gaps and optical properties in this class of materials. Furthermore, we find that unlike CdWO$ _4$，从光学观点来看，这些卤化物中的大多数是高度各向同性的，即使在许多情况下晶体结构和其它…
2010-08-12 cond-mat.mtrl-sci
First-principles analysis of the optical properties of lead halide perovskite solution precursors
卤化铅钙钛矿（LHP）是用于光电子学和光致发光学的有前途的材料，这归因于通过溶液处理实现的有利特性和低制造成本。鉴于此，它是至关重要的，以评估的影响，溶剂-溶质相互作用的电子和光学性质的LHP及其解决方案的前体。基于含时密度泛函理论和极化连续介质模型的第一性原理，研究了一组电荷中性化合物PbX $_2$（Sol）$_4$的电子和光学性质，其中X=Cl，Br，I，Sol是六种常见的溶剂.我们发现，单粒子能量和光学带隙依赖于卤素物种以及溶剂分子，这也影响分子轨道的能量和空间分布，从而影响激发。我们澄清，暗态的吸收开始的吸电子溶剂的促进，我们显示的振子强度和HOMO $\rightarrow$ LUMO贡献的激发之间的相关性。我们的研究结果提供了微观洞察LHP溶液前体的电子和光学性质，补充正在进行的实验研究，这些系统和它们的演变光伏薄膜。
2021-09-30 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Computational Screening and Discovery of Silver-Indium Halide Double Salts
本研究通过计算筛选发现了一种新型无铅卤化物AgInI₄，其虽光伏性能较低，但具备可调带隙和稳定性，适用于光电应用。
2025-12-09 cond-mat.mtrl-sci
Cu-In Halide Perovskite solar absorbers
长期的化学不稳定性和有毒铅的存在，否则恒星太阳能吸收剂APbX $_{3}$阻碍了他们的大规模商业化。先前探索的获得无铅卤化物钙钛矿的方法涉及用ns $^2$电子构型的其它类似M $^{2+}$阳离子替代Pb $^{2+}$，Sn $^{2+}$或Bi $^{3+}$（加上Ag $^+$），但不幸的是，这显示出差的稳定性（M = Sn）或弱吸收的过大的间接带隙（M = Bi），从而引发了可能禁忌稳定性和良好的光电性能的担忧。本文中，我们利用经典Cu[In，Ga]Se $_{2}$（CIGS）黄铜矿太阳能吸收剂的电子结构基础，通过将2 Pb转变为[B $^{IB}$ + C $^{III}$ ]对来设计无铅卤化物钙钛矿。所得到的具有式A $_2$ BCX $_6$（A = K，Rb，Cs; B = Cu，Ag; C = Ga，In; X = Cl，Br，I）的双钙钛矿组受益于卤化物钙钛矿的离子但窄隙特性，并且同时借用从CIGS已知的强且快速上升的Cu（d）/Se（p）$\rightarrow$ Ga/In（s/p）价-导带吸收光谱的优点。这构成了一组新的CuIn基卤化物过氧化物（CIHP）。我们的第一性原理的计算指导下，这样的设计原则表明，CIHPs类具有明确的热力学稳定性的成员，表现出相当强的直接带隙光学跃迁，并表现出宽范围的可调间隙值（从零到约2.5 eV）和轻电子和重轻空穴的有…
2017-05-15 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and gap properties of Sb and Bi based halide perovskites: An ab-initio study
卤化物钙钛矿由于其在光电子学和太阳能电池中的潜在应用，目前正处于激烈的研究中。其中有几种晶体呈低对称性晶格结构，如三方晶系、六方晶系、正交晶系和单斜晶系。采用\textit{ab-initio}电子结构计算，结合广义梯度近似和杂化泛函，研究了一系列实验上生长的钙钛矿结构，分子式为A $_3$ B $_2$ X $_9$. A代表一价阳离子如Cs、Rb、K或有机甲基铵分子（MA），B是Sb或Bi，X是卤素。此外，我们在我们的研究中包括在卤化物钙钛矿的自旋轨道耦合的效果和MA阳离子的取向无序对这些化合物的能带隙的影响。研究中的大多数化合物在光学范围内或接近光学范围表现出吸收，因此可以在各种光电子器件中找到应用。我们的研究结果为进一步研究这些材料在技术相关应用中的用途铺平了道路。
2017-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Accurate and efficient band-gap predictions for metal halide perovskites at finite temperature
我们开发了一个计算效率高的计划，以准确地确定有限温度带隙。我们在这里关注属于ABX 3类（A = Rb、Cs; B = Ge、Sn、Pb;并且X = F、Cl、Br、I）的材料，其包括卤化物钙钛矿。首先，通过使用范围分离的混合泛函，其中的参数是从电子密度和高频介电常数非经验地确定的理想的晶体结构的带隙的初始估计。接下来，我们考虑两种带隙修正来解释自旋-轨道耦合和包括零点运动的热振动。特别是，后者的效果是占通过特殊的位移方法，其中包括在使用一个单一的扭曲配置获得的振动频率和本征模式，从而避免冗长的分子动力学。这两个修正的顺序考虑系统地提高了带隙，达到0.17 eV的平均绝对误差相对于实验值。我们的计划的计算效率源于这样一个事实，即只需要一个单一的计算在混合功能的水平，它是足够的，以评估在半局部水平的理论校正。我们的计划是特别方便的大型系统和筛选大型数据库的材料。
2022-12-12 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Accurate and efficient band gap predictions of metal halide perovskites using the DFT-1/2 method: GW accuracy with DFT expense
金属卤化物钙钛矿的出色的光电子学和光伏特性，包括高载流子迁移率、低载流子复合率和可调谐的光谱吸收范围，归因于这些材料的独特的电子特性。虽然DFT提供了可靠的钙钛矿结构和稳定性，但它在电子结构预测方面表现不佳。相对论GW近似已被证明能够准确地捕获电子结构，但计算成本极高。本文报道了用近似准粒子DFT-1/2方法对卤化物金属钙钛矿的能带隙进行了有效而精确的计算。以AMX_3（A = CH_3 NH_3，CH_2NHCH_2，Cs; M = Pb，Sn，X=I，Br，Cl）为例，系统地研究了晶体结构（立方、四方或正交）、离子的变化（不同的A，M和X）以及相对论效应对电子结构的影响，并与实验结果进行了比较。我们的研究结果表明，DFT-1/2方法产生准确的带隙与GW方法的精度，没有更多的计算成本比标准DFT。这为复杂卤化物钙钛矿结构的精确电子结构预测和无铅材料的新材料设计提供了可能性。
2017-06-20 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure of (organic-)inorganic metal halide perovskites: the dilemma of choosing the right functional
有机-无机金属卤化物钙钛矿（HaPs）因其捕光性能而被广泛研究。由于强的电子-电子相互作用和自旋-轨道耦合（SOC）之间的相互作用，它们的定量理论描述仍然是一个挑战，如文献中的各种结果所证明的。在这里，各种方法计算其电子结构进行评估，也占SOC。更具体地说，GW的方法以及混合泛函PBE 0和HSE的变体是我们的调查的中心。对于这两个泛函，我们探索的方法来确定混合参数$α$，和HSE，我们调查的筛选参数$ω$的影响。一个广泛的调查，PbI 2，许多HaPs的前体，导致的结论是，混合泛函与$α$调整的基于密度的混合方法是最适合于获得带隙可比的$G_0W_0$的结果。此外，该方法可转移到CsPbI 3，并且对于整个铅-碘钙钛矿家族预期相同的行为。
2021-10-31 cond-mat.mtrl-sci
Strong Impact of Halide Ordering on Structural Phase Transitions in Mixed Perovskites
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；University of Birmingham（伯明翰大学）
本研究通过机器学习势模拟发现，混合卤化物钙钛矿中的卤素有序性显著影响结构相变温度，是决定其相稳定性的关键因素。
2026-09-10 cond-mat.mtrl-sci
First-Principle Characterization of Structural, Electronic, and Optical Properties of Tin-Halide Monomers
本文利用含时密度泛函理论系统研究了锡卤化物单体SnX_n^{2-n}的结构、电子和光学性质，揭示了卤素种类和化学计量比的影响规律，为理解锡卤化物钙钛矿提供了微观见解。
2024-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Chemically-Localized Resonant Excitons in Silver-Pnictogen Halide Double Perovskites
具有交替的银和磷族元素阳离子的卤化物双钙钛矿是一种新兴的光吸收材料家族，其具有稳健的稳定性和可见光范围内的带隙。然而，在这些系统中的光激发的性质还没有很好地理解，限制了它们的实用性。本文采用从头算多体微扰理论，在$GW$近似下，采用Bethe-Salpeter方程方法计算了双钙钛矿系列Cs $_2$ AgBX $_6$的电子结构和光激发，其中B=Bi $^{3+}$，Sb $^{3+}$，X = Br $^-$，Cl $^-$ .我们发现，这些材料表现出强烈的本地化共振激子的能量从170至434毫电子伏以下的直接带隙。与铅基钙钛矿相比，Cs $_2$ AgBX $_6$激子被计算为非氢的，具有各向异性的有效质量并且对局部场效应敏感，这是它们的化学异质性的结果。我们的计算证明了Wannier-Mott和Elliott模型对这类双钙钛矿的局限性，并有助于对它们的光-物质相互作用进行详细的原子理解。
2021-02-10 cond-mat.mtrl-sci
First Principles Investigation of Polymorphism in Halide Perovskites
本文利用多种泛函的第一性原理DFT高通量计算，系统研究物相、应变、八面体畸变旋转及阳离子有序对卤化物钙钛矿稳定性与光电性质的影响，并开放数据以支持机器学习和实验发现。
2023-09-28 cond-mat.mtrl-sci
First-Principles Studies of Second-Order Nonlinear Optical Properties of Organic-Inorganic Hybrid Halide Perovskites
有机-无机混合卤化物钙钛矿在光伏应用中引起了极大的兴趣。然而，它们的非线性光学响应还没有被研究，虽然许多这些结构缺乏中心对称性和铁电性。在这项工作中，我们采用我们开发的大规模并行，第一性原理模拟工具（ArchNLO），探索二阶非线性光学性质的一个典型的家庭的有机-无机混合卤化物钙钛矿，CH 3 NH 3 MX 3（M= Ge，Sn，Pb; X=Cl，Br，I）。我们发现这些混合钙钛矿具有二次谐波产生和线性电光效应。阳离子/阴离子的种类和位置以及相应的带隙对非线性光学效应有很大的影响。特别地，CH 3 NH3 SnI 3的畸变的立方相，其基本上是三斜的，显示出显著的二次谐波产生和电光效应，这与那些广泛使用的材料，如GaAs相当。有机-无机混合卤化物钙钛矿的这些二阶光学性质及其低温、基于溶液的制备为以低成本实现和实施非线性光学器件铺平了道路。
2020-02-12 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph physics.optics
Emergence of Rashba-/Dresselhaus Effects in Ruddlesden-Popper Halide Perovskites with Octahedral Rotations
Ruddelsden-Popper卤化物钙钛矿是一种具有广泛可调光电性能的多功能准二维能量材料。在这里，我们使用全无机Cs $_{n+1}$ Pb $_n$ X $_{3n+1}$ Ruddelsden-Popper钙钛矿，X=I，Br和Cl系统地模拟八面体倾斜畸变对能量景观，带隙，宏观极化的影响，以及这些材料中Rashba-/Dresselhaus分裂的出现。我们构建了所有独特的$n=1$和$n=2$结构以下从八面体倾斜，并使用第一性原理密度泛函理论计算总能量，极化和能带结构，支持带隙计算使用$GW$的方法。我们的研究结果提供了设计规则，通过对每个八面体倾斜模式的反铁畸变畸变模式的振幅，方向和化学性质的相互作用，定制全无机Ruddelsden-Popper钙钛矿的结构畸变和能带结构特性。我们的工作强调，与3D钙钛矿相反，极性结构可能来自八面体倾斜的组合，并且在这类材料中的Rashba-/Dresselhaus分裂由极性畸变模式的方向和Pb-I轨道贡献决定。
2023-02-03 cond-mat.mtrl-sci
First-principles Study On The Electronic And Optical Properties Of Cubic ABX3 Halide Perovskites
用第一性原理计算系统地研究了ABX 3（A = Cs，CH 3 NH 3，NH 2 CHNH 2; B = Sn，Pb; X = Cl，Br，I）型化合物在立方相中的电子性质.发现这些化合物在R点处具有直接带隙，其价带顶为Bs-Xp耦合的反键态，导带底为Bp特征的非键态.研究了它们的性质随A、B、X的变化趋势，这对理解和优化这类太阳能电池材料具有重要意义。我们发现：（i）随着A的尺寸增加，ABX 3的带隙将增加;（ii）随着B从Sn到Pb变化，ABX 3的带隙将增加;以及（iii）随着X从Cl到Br到I变化，带隙将减小。我们通过分析它们的能带结构解释了这些趋势。此外，ABX 3化合物的光学性质进行了研究。我们的计算表明，考虑到自旋轨道耦合效应是至关重要的预测这些卤化物钙钛矿的准确的带隙。我们预测CH_3 NH_3SnBr_3是一种很有前途的太阳能电池吸收材料，具有理想的带隙和良好的光吸收。
2013-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Roadmap for electronic structure, anharmonicity, and electron-phonon calculations in locally disordered inorganic and hybrid halide perovskites
Univ Rennes, INSA Rennes, CNRS, Institut FOTON - UMR 6082（雷恩大学，雷恩国立应用科学学院，法国国家科学研究中心，FOTON研究所）；Computation-based Science and Technology Research Center, The Cyprus Institute（塞浦路斯研究院计算科学与技术研究中心）；Univ Rennes, ENSCR, INSA Rennes, CNRS, ISCR - UMR 6226（雷恩大学，雷恩高等师范学院，雷恩国立应用科学学院，法国国家科学研究中心，ISCR研究所）；Oden Institute for Computational Engineering and Sciences, The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校奥登计算工程与科学学院）；Department of Physics, The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校物理系）
本文提出了一种基于特殊位移方法的原位方法，用于研究无机和混合卤化物钙钛矿的局部无序电子结构、非谐振性和电子-声子耦合，以预测温度依赖的物理性质。
2026-02-08 cond-mat.mtrl-sci
First-Principles Study Lead-Free Halide Double Perovskite Cs2RhAgX6 and Cs2IrAgX6 (X = Cl, Br and I)
针对现有双钙钛矿带隙范围大、多为间接带隙的问题，通过第一性原理计算研究两种无铅卤化物双钙钛矿的性质，发现其稳定性高、带隙适宜且吸光性强，在光电子领域应用潜力大。
2024-10-31 cond-mat.mtrl-sci
Valley- and Spin-Dependent Electronic and Transport Properties of Two-Dimensional Altermagnetic Titanium-Based Chalcogenide Halides
Northwest University（西北大学）；Shaanxi Key Laboratory for Theoretical Physics Frontiers（陕西省理论物理前沿重点实验室）；Peng Huanwu Center for Fundamental Theory（彭桓武基础理论研究中心）；Fundamental Discipline Research Center for Quantum Science and Technology of Shaanxi Province（陕西省量子科学与技术基础学科研究中心）
本文识别Ti₂X₂Y单层材料为新型二维交替磁体谷材料，揭示其应变调控的谷极化、自旋电流及相关效应，为二维交替磁体的自旋谷相关现象研究提供多功能平台。
2026-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Computational Study of Halide Perovskite-Derived A$_2$BX$_6$ Inorganic Compounds: Chemical Trends in Electronic Structure and Structural Stability
在密度泛函理论（DFT）和混合（HSE06）泛函的框架内，计算研究了钙钛矿衍生的KPDMATHABMM PtCl $_6$原型结构的立方和四元变体的A $_2$ BX $_6$卤化物的电子结构和能量稳定性.对七种已知的A $_2$ BX $_6$化合物进行了HSE06计算，其中A = K、Rb和Cs，B = Sn、Pd、Pt、Te，X = I。确定了带隙和能量稳定性的趋势，进一步采用DFT计算在更大的化学范围内探索，其特征在于A = K，Rb，Cs，B = Si，Ge，Sn，Pb，Ni，Pd，Pt，Se和Te，X = Cl，Br，I。对于在这项工作中研究的系统，带隙增加从碘化物溴氯化物。此外，A位阳离子的变化影响带隙以及优选的四重畸变程度。较小的A位阳离子，如K和Rb，有利于四元结构畸变，导致带隙略大。对于（Ni，Pd，Pt）组和（Se，Te）组中的B位点的变化，带隙随着阳离子尺寸的增加而增加。然而，没有观察到的化学趋势相对于阳离子尺寸的带隙被发现（Si，Sn，Ge，Pb）组。这项工作中的发现提供了指导原则的卤化物A $_2$ BX $_6$化合物的设计潜在的光伏应用。
2017-06-27 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Band Structure of Cuprous and Silver Halides: a Numerically Accurate All-Electron $GW$ Study
IB族金属卤化物（CuX和AgX，X=Cl、Br和I）由于其适当的光学和电子性质而被广泛用于光电子器件和光催化。第一性原理计算在精确预测其电子能带结构方面遇到了困难。在这里，我们研究了CuX和AgX与多体微扰理论在$GW$近似下，实施在全势能线性增广平面波（FP-LAPW）框架。通过比较用缺省LAPW基和用高能局域轨道（HLO）扩展的LAPW+ HLO基计算的准粒子能带结构，我们发现在这些材料的$GW$计算中，包含HLO对获得足够的数值精度是至关重要的.在基于半局域密度泛函近似的$GW_0$计算中使用LAPW+ HLO导致金属（Cu或Ag）$d$和X- $p$态之间的带隙和分裂的理论和实验之间的良好一致性。这表明，CuX和AgX的准粒子能带结构受到$GW$实现的数值精度的关键影响，类似于在ZnO中发现的[Jiang，H.; Blaha，P. Phys. Rev. B 2016，93，115203]。这项工作强调了数值精度的重要性，在描述的准粒子能带结构的材料与$d^{10}$电子配置的未占状态。
2019-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Relationships between distortions of inorganic framework and band gap of layered hybrid halide perovskites
层状混合卤化物钙钛矿（LHHP）的无机框架的前所未有的结构灵活性和多样性产生了广泛的有用的光电性质，从而预先确定了对该材料家族的特别高的兴趣。然而，其无机框架的不同类型的扭曲对关键物理性质如带隙的影响尚未被定量确定。系统地研究了LHHP的禁带宽度与无机骨架的6个主要结构参数的关系，包括层间距（dint）、八面体层的面内和面外扭曲角（θin，θout）、层移因子（LSF）、轴向和赤道向Pb-I键距（dax，deq）。利用所选择的结构畸变集，我们实现了基于多步DFT和机器学习方法的材料逆设计，以搜索具有目标带隙值的LHHP。对（100）单层LHHP的宽范围生成的模型结构的计算描述符带隙依赖性的分析导致其重要性的以下降序：dint > θin > dax > LSFmin > θout > deq > LSFmax，并且还暗示了某些结构描述符对的强相互作用值。此外，我们发现，具有完全不同的无机骨架畸变的结构可以具有相似的带隙，如由许多实验和模型结构所示。
2021-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Revealing the stability and efficiency enhancement in mixed halide perovskites MAPb(I$_{1-x}$Cl$_x$)$_3$ with ab initio calculations
在\ce{MAPbI3}中加入少量的Cl，可以改善有机金属三卤化物钙钛矿的材料稳定性，提高其光捕获和载流子导电性能。然而，氯的加入对PSC性能的增强作用的机理尚不清楚。本文采用有效的虚晶近似方法研究了Cl对\ce{MAPb(I_{1-x}Cl_x)3}的结构、电子、光学性质和材料稳定性的影响。我们的{ \it ab initio}计算表明，随着Cl含量的增加，立方晶格常数和静态介电常数线性减小，而带隙和激子结合能二次增加。此外，在Cl含量为7%时，激子结合能达到最小值，此时化学分解反应恰好由放热转变为吸热。详细讨论了化合物形成过程中各组分间的相互作用和电荷转移。这为理解和设计稳定、高效的PSC揭示了新的前景。
2017-09-21 cond-mat.mtrl-sci
Vibrational properties differ between halide and chalcogenide perovskite semiconductors, and it matters for optoelectronic performance
本研究对比硫族化物BZS与卤化物CPB两种钙钛矿半导体的振动与光电特性，发现二者非辐射复合速率、声子特性等差异显著，为理解两类钙钛矿性能差异及材料优化提供依据。
2024-04-14 cond-mat.mtrl-sci
Spin-Polarized Electronic Structure and Chemical Bonding Data for 2,500+ Halide Double Perovskites
Federal Institute of Materials Research and Testing（联邦材料研究与测试研究所）；University of Twente（特温特大学）；University of Birmingham（伯明翰大学）
基于混合泛函密度泛函理论，计算了2500多种卤化物双钙钛矿的自旋极化电子结构，提供了态密度和化学键分析，发现719种具有可见光带隙，118种呈半金属性。
2026-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Discovering Novel Halide Perovskite Alloys using Multi-Fidelity Machine Learning and Genetic Algorithm
本文利用多保真机器学习与遗传算法，基于DFT和实验数据训练代理模型，对超15万种卤化物钙钛矿合金进行性质预测与逆向设计，成功筛选出数千种高效稳定的光伏材料。
2023-10-19 cond-mat.mtrl-sci
First-Principles Study on Material Properties and Stability of Inorganic Halide Perovskite Solid Solutions CsPb(I$_{1-x}$Br$_x$)$_3$ towards High Performance Perovskite Solar Cells
全无机卤化物钙钛矿由于其增强的化学稳定性而作为钙钛矿太阳能电池的有前途的光收集器引起了极大的兴趣。在本工作中，我们采用虚晶近似方法在密度泛函理论框架下研究了立方相CsPb（I $_{1-x}$ Br $_x$）$_3$的材料性质。首先，我们通过验证晶格常数遵循混合比的线性函数来检验所构造的虚原子（X = I $_{1-x}$ Br $_x$）的赝势的有效性。然后我们提出了一个想法，使用的混合HSE功能的确切交换项的线性增加值的Br含量x的增加，这产生的CsPbX 3的带隙与现有的实验数据吻合得很好。计算得到的光吸收系数和反射率随溴含量的变化呈现出系统的变化趋势。我们计算了CsPbX 3，CsX和PbX 2的声子色散，稍微改变它们的体积，揭示了CsPbX 3的相不稳定性，并计算了热力学势函数差。通过将吉布斯自由能差投影到G = 0的平面上，我们确定CsPbX 3的P-T图对于化学分解是稳定的，突出了稳定的区域随着Br含量的增加而逐渐延伸。
2019-12-20 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Better Band Gaps with Asymptotically Corrected Local Exchange Potentials
我们制定了自旋极化van Leeuwen和Baerends（vLB）修正局域密度近似（LDA）交换势[物理评论A 49，2421（1994）]，执行电离势（IP）定理后，斯坦等人。105，266802（2010）]。对于电子结构问题，vLB校正复制了精确交换势的行为，具有改进的标度和良好的渐近性，但具有半局部泛函的计算成本。vLB+IP校正产生了很大的改善，在本征值从LDA由于正确的渐近行为和原子壳结构，如所示的稀有气体，碱土金属，锌基氧化物，碱金属卤化物，硫化物和氮化物。在半赫斯勒合金中，这种渐近校正的LDA正确地再现了自旋极化特性，包括磁性和半金属性。我们还考虑了有限大小的系统[例如，环状氮化硼（B $_{12}$ N $_{12}$）和石墨烯（C $_{24}$）]，以强调该方法的广泛适用性。
2016-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Structural and Electronic Properties of Hybrid Perovskites for High-Efficiency Thin-Film Photovoltaics from First-Principles
钙钛矿太阳能电池的性能最近超过了15%的太阳能-电力转换效率，用于小面积设备。活性吸收层，即由混合金属和有机卤化物[ \textit{e.g.}（NH $_4$）PbI $_3$和（CH $_3$ NH $_3$）PbI $_3$ ]形成的混合有机-无机钙钛矿的基本性质在很大程度上是未知的。材料是在第一布里渊区的边界处具有直接带隙的半导体。计算的介电响应和带隙显示出取向依赖性，与有机阳离子的旋转的低势垒。由于甲基铵阳离子的电偶极子，可以获得光铁性效应，这可以增强载流子收集。
2013-09-17 cond-mat.mtrl-sci
Low-Energy Effective Hamiltonian for Giant-Gap Quantum Spin Hall Insulators in Honeycomb X-Hydride/Halide (X=N-Bi) Monolayers
利用紧束缚方法结合第一性原理计算，系统地推导了二维氢化和卤化V族单分子膜的低能有效Hilbert子空间和自旋轨道耦合哈密顿量.这些材料被认为是巨隙量子自旋霍尔绝缘体，具有由狄拉克点处的自旋轨道耦合打开的记录巨大的体带隙，例如，在Bi \textit{X}（\textit{X} = H、F、Cl和Br）单层中为0.74至1.08 eV。我们发现低能Hilbert子空间主要由V族元素的$p_{x}$和$p_{y}$轨道组成，巨大的一阶有效内禀自旋轨道耦合来自于在位自旋轨道相互作用.这些特征与IV族单分子膜如石墨烯和硅烯的特征截然不同。其中，相关轨道是$p_z$，有效的内禀自旋轨道耦合来自次近邻自旋轨道相互作用过程。这些系统代表了第一个真正的二维蜂窝晶格材料，其中低能物理与$p_{x}$和$p_{y}$轨道相关联。一个自旋晶格哈密顿量与现场自旋轨道耦合项，这可能有助于进一步研究这些有趣的拓扑材料。
2014-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modulation of electronic and piezoelectric properties of lead-free halide perovskites LiSnX$_3$ (X = Cl, Br, and I) under applied pressure
本研究利用 DFT 和 MD 模拟考察 LiSnX$_3$ 在 0–20 GPa 压力及卤素取代下的结构、电子与压电性质，发现其具有半导体特性和高达 20.7 Cm2 的压电响应。
2024-12-06 cond-mat.mtrl-sci
Exploring inorganic and nontoxic double perovskites Cs$_2$AgInBr$_{6-x}$Cl$_x$ from material selection to device design in material genome approach
卤化物双钙钛矿最近被提出作为有机基团和铅基混合卤化物钙钛矿的潜在环境友好替代物。特别是，Cs2 BiAgX 6已被合成，并发现在可见光范围内表现出可调的带隙。然而，这些化合物的带隙是间接的，对于在薄膜光致发光中的应用不是理想的。在这项工作中，我们进行了系统的建模，使用材料基因组的方法在密度泛函理论（DFT）的框架，制定一个新的系统的太阳能吸收层的基础上Cs2 InAgX 6及其异质结器件。通过对Cs_2AgInBr_6中Br的Cl部分取代，优化其热力学稳定性，通过ATAT比例搜索和Gibbs自由能计算，确定了一系列稳定的立方结构相，通式为Cs_2AgInBr（6-x）Clx，作为显著的太阳能吸收层，能够实现太阳能的收集。优化后的Cs2 InAgBr 5Cl化合物是一种非常好的太阳能吸收层，直接带隙为1.92 eV，在标准室温（298 K）下具有与Cs2 InAgBr 6一致的高太阳能吸收能力。将TiO_2作为n型TCO，Cs_6Ag_4In_4Br_18Cl_4作为p型TCO，通过引入Cs_Br缺陷，组装成基于标准pin结构（TiO_2_Cs_2InAgBr_5Cl_Cs_6Ag_4In_4Br_18Cl_4）的PSC，并对这种异质结的晶格失配、微观功能和能带偏移进行了评价。
2019-05-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
First-principles study on the electronic and optical properties of inorganic perovskite Rb1-xCsxPbI3 for solar cell applications
最近，已经报道了用无机Cs或Rb阳离子替换或混合卤化物钙钛矿中的有机分子以增加材料稳定性，同时具有可比的太阳能电池性能。在这项工作中，我们系统地研究了所有无机碱碘钙钛矿Rb 1-xCsxPbI 3的电子和光学性质，使用第一性原理虚晶近似计算。我们的计算表明，随着Cs含量x的增加，晶格常数，带隙，激子结合能，和有效质量的载流子以下的二次（线性的有效质量）函数减少，而静态介电常数增加以下的二次函数，表明太阳能电池性能的增强Rb除了CsPbI 3。当在GW近似中包括多体相互作用并结合自旋轨道耦合（SOC）时，与CsPbI 3的实验相比，我们获得了更可靠的带隙，突出了使用GW+SOC方法对全无机以及有机-无机混合卤化物钙钛矿材料的重要性。
2018-05-09 cond-mat.mtrl-sci
Importance of exact exchange to the geometric and electronic structures of Cs$_2$$B$$B'$$X_6$ double perovskites
采用第一性原理计算研究了无铅卤化物双钙钛矿（HDPs）Cs $ _2BB'X_6$（$B$ =Ag，Na; $B'$ =In，Bi; $X$ =Cl，Br）.我们发现，无论是几何结构和电子结构的HDP的Heyd-Scuseria-Ernzerhof（HSE）的混合功能得到的比Perdew-Burke-Ernzerhof（PBE）的功能。重要的是，我们发现DHP的电子结构对其几何形状非常敏感，特别是$B$ - $X$键长。因此，使用PBE优化的几何结构通过HSE泛函计算的电子结构可能仍然显著低估了带隙，而HSE优化的几何结构的计算提供了更令人满意的结果。DHP的带隙对它们的几何形状的敏感性为通过掺杂和合金化的能带结构工程开辟了一条有希望的道路。因此，本工作为进一步改进HDPs材料提供了有用的指导。
2022-08-05 cond-mat.mtrl-sci
First Principles Investigation on Structural and Optoelectronic Properties of newly designed Janus Lead Halides PbXY (X, Y = F, Cl, Br, I )
本文设计新型Janus卤化铅PbXY，通过第一性原理计算揭示其稳定性、可调带隙、可见光吸收及跨立水氧化还原电势的能带排列，证明其适用于光催化分解水和光伏器件。
2023-12-07 cond-mat.mtrl-sci
Can Strain or Anion Interchange Make an Unstable Structure Stable? Energetics, Lattice Dynamics and Strain-Tunable Band Gaps of Lithium Chalcohalide Antiperovskites (Li$_{3}$$BA$) and their Anion Interchange Variants (Li$_{3}$$AB$)
Michigan State University（密歇根州立大学）
本研究通过计算探究锂硫卤化物反钙钛矿的阴离子交换机制，明确了其结构稳定性规律，发现应变可调控部分化合物的动态稳定性与电子带隙，为相关材料设计提供基础。
2026-08-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.chem-ph
Band gaps and phonons of quasi-bulk rocksalt ScN
本研究对HVPE生长的弱n型掺杂准体相岩盐结构ScN薄膜开展多手段光学表征，测定了带隙、激子结合能、玻恩有效电荷、声子频率、介电常数等关键参数，并观测到共振多声子散射行为，为该材料的物理特性研究提供了精准实验数据。
2025-03-19 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of structural, electronic and optical properties of non-toxic RbBaX$_3$ (X = F, Cl, Br, I) perovskites under hydrostatic pressure
该研究利用第一性原理 DFT 系统考察静水压力下无毒 RbBaX$_3$ 钙钛矿的稳定性、带隙及紫外光学性质，揭示压力诱导带隙转变与吸收增强，为可调紫外光电器件提供候选材料。
2024-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Comparative study of the physical properties for the A$_2$TiX$_6$ (A= Cs or NH$_4$ and X= Cl or Br) vacancy-ordered double perovskites
空位有序双钙钛矿（VODP）由于其优异的稳定性而成为新兴的可再生能源材料。本文采用第一性原理计算研究了A $_2$ TiX $_6$（A= Cs或NH $_4$，X= Cl或Br）有机/无机卤化物VODP的结构、电子和光学性质.结果表明，这些化合物具有高稳定性、合适的带隙和优异的光吸收性能。Cs $_2$ TiBr $_6$和（NH $_4$）$_2$ TiBr $_6$钙钛矿的能带结构计算显示直接带隙分别约为1.77和1.59 eV，预测这些材料是理想的应用于太阳能电池。所研究的材料在可见光区具有105 cm $^{-1}$量级的高吸收系数。我们的研究可以提供一种方法来确定稳定的，生物友好的和高效的光吸收材料用于光电和光伏器件。
2023-02-24 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Optical and structural properties of $\mathrm{Eu^{2+}}$ doped BaBrI and BaClI crystals
这项工作是为了寻找探测电离辐射的新材料。稀土离子掺杂的碱土金属卤化物三元体系是一种具有高效率和高能量分辨率的新型荧光材料。报道了低浓度$\mathrm{Eu^{2+}}$离子掺杂的BaBr I和BaCl I晶体生长的一些方面以及结构和发光性质的数据。晶体是在密封的石英坩埚中用垂直布里奇曼法生长的。本文介绍了用单晶X射线衍射法获得的BaCl I单晶的新的晶体学数据。研究了X射线、真空紫外和紫外辐射激发下的发射、激发和吸收光谱以及发光衰减动力学。得到了$\mathrm{Eu^{2+}}$中4f-5d第一跃迁的能量和晶体的带隙。我们已经计算出的电子能带结构的晶体使用密度泛函理论中实施的\latin{Ab Initio}。计算的带隙能量与实验估计值相一致。计算了Eu $^{2+}$ 4f能级与价带顶之间的能隙。此外，利用化学位移模型，计算了镧系元素能级相对于价带的位置。
2017-03-27 cond-mat.mtrl-sci
