Electronic and optical properties of SrTiO3 perovskite using semi-local and hybrid first principles density functional theory
采用密度泛函理论方法，在PBE和HSE水平上研究了钛酸锶钙钛矿的晶格常数。该研究已经在所有3个现有的相，即立方相，正交相和四方相，然而，到目前为止，实验细节仅适用于立方相。
2021-12-21 cond-mat.mtrl-sci
The Synthesis, Structure and Electronic Properties of a Lead-Free Hybrid Inorganic-Organic Double Perovskite (MA)2KBiCl6 (MA = methylammonium)
在寻找可用作光伏应用中混合钙钛矿（MA）PbX 3的替代品的无铅材料时，我们发现了混合双钙钛矿（MA）2KBiCl 6，其与铅类似物具有惊人的相似性。光谱测量和纳米压痕研究相结合的密度泛函计算，揭示这个有趣的系统的属性。
2016-03-02 cond-mat.mtrl-sci
Design of Low Band Gap Double Perovskites from First Principles
使用密度泛函理论（DFT）为基础的计算，我们提出了一个家庭的亚稳态，尚未制成的V5+和Cr 6+双钙钛矿化合物与低带隙跨越大部分的太阳光谱的可见光区。通过分析d 0 ABO 3和A2 B1 BO 6双钙钛矿的一组相关的测量光学带隙，开发了一种特别的方法来校正DFT和多体微扰理论带隙，使它们与测量化合物的实验定量一致，并预测V 5+和Cr 6+双钙钛矿将具有约1.1-2.4 eV的带隙，比以前在这门课上学习的材料要低得多。DFT计算还确定，这些V5+和Cr 6+化合物可能能够以块状形式或作为外延薄膜合成。这些化合物将包括一类新的半导体双钙钛矿，用于太阳能转换和其他光电应用中的潜在用途。
2012-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Lead Free Alloyed Double Perovskites: An Emerging Class of Materials from Many-Body Perturbation Theory
无铅全无机合金化双钙钛矿的发现彻底改变了光伏研究，显示出有前途的发光效率和其可调谐性。然而，关于光学，激子，极化子和输运性质的详细研究仍然没有探索。在这里，我们报告了一个理论研究的变化的载流子-晶格相互作用和光电性能的原始以及合金Cs $_2$ AgInCl $_6$双钙钛矿。采用多体微扰理论（$_0$）和密度泛函微扰理论（DFPT）计算了不同合金化双钙钛矿的激子结合能（E $_\textrm{B}$）和激子寿命。我们发现声子散射限制了电荷载流子的迁移率，因此，在高效钙钛矿光致发光材料的发展中起着重要的作用。鉴于此，在室温附近通过Fröhlich机制观察到占主导地位的载流子-声子散射。此外，我们观察到一个显着的增加，空穴和电子迁移率合金化。我们相信，我们的研究结果将有助于更好地了解这些双钙钛矿的光电性能和晶格动力学。
2021-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Structural Ordering and Antisite Defect Formation in Double Perovskites
本文提出了双钙钛矿材料A_2BB ′ O_6中B-B ′位有序的有效模型。即使在晶格气体型模型的简单框架内，我们也能够解决几个实验观察到的问题，包括退火温度上的有序度的非单调依赖性，以及B或B'物种过掺杂后的有序度的快速下降。我们还研究了三元化合物A_2BB '_{1-y} B“_yO_6中的有序性。虽然我们的重点是双钙钛矿，但我们的结果很容易推广到各种二元和三元合金。
2008-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Exploring the properties of lead-free hybrid double perovskites using a combined computational-experimental approach
杂化双钙钛矿（MA）2BIBiX 6（BI=K，Cu，Ag，Tl; X=Cl，Br，I）的密度泛函理论筛选表明，对于BI=Cu，Ag，Tl，可以预期具有与MAPbX 3先导化合物类似的带隙的系统。受这些发现的启发，合成了与MAPbBr 3等电子的（MA）2 TlBiBr 6，并发现其具有约2.0eV的带隙。
2016-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Evidence of Kinetic Energy Driven Antiferromagnetism in Double Perovskites : A First-principles Study
采用第一性原理密度泛函方法，结合在第一性原理Wannier函数基上构造的Fe-Mo哈密顿量的精确对角化，研究了La掺杂双钙钛矿化合物Sr $_2$ FeMoO $_6$的电子结构.我们的计算表明富La化合物的动能驱动的反铁磁相的稳定性，与以前的模型计算的基础上得到的结果一致。
2009-11-18 cond-mat.mtrl-sci
Electronic properties of Pb-I deficient lead halide perovskites
利用密度泛函理论研究了通式为$(A,A')_{1+x}M_{1-x}X_{3-x}$的缺卤钙钛矿的电子结构演化。重点放在表征的带隙，能带对准，有效质量和光学性能的缺陷钙钛矿在各种浓度的缺陷的变化。我们发现不寻常的电子性质的缺陷对应于一个$M\!-\!X$空缺填充一个$A'$阳离子。该缺陷“排斥”电子和空穴，不产生陷阱态，并且在中等量（$x\le0.1$）下，不妨碍材料的电荷传输性质。这种行为是合理的使用限制模型，并提供了一个额外的洞察卤化物钙钛矿的缺陷容限。
2019-12-24 cond-mat.mtrl-sci
Stochastic Replica Voting Machine Prediction of Stable Cubic and Double Perovskite Materials and Binary Alloys
提出了一种机器学习方法--“随机投票机”（SRVM）算法，并将其应用于材料科学中的二进制和3类分类问题。在这里，我们采用SRVM预测候选化合物能够形成稳定的钙钛矿和双钙钛矿，并进一步分类二元（$AB$）固体。我们的二元和三元分类的结果相比，以及通过SVM和神经网络算法所获得的。
2019-04-02 cond-mat.mtrl-sci
Mechanochemical Synthesis of the Lead-Free Double Perovskite Cs2[AgIn]Br6 and its Optical Properties
猛烈撞击二元卤化物产生Cs2[AgIn]Br6的形成。无铅双钙钛矿标志着，虽然本身不可用，但在寻找可持续和耐用的钙钛矿材料用于光伏应用方面又向前迈出了一步。Cs2[AgIn]Br6是双钙钛矿材料的突出示例之一，其已被建议规避在钙钛矿太阳能电池中使用铅化合物。我们在此报告使用机械化学方法成功合成的材料。它以elpasolite型结构结晶，这是一种有序的钙钛矿超结构，晶胞参数为a = 11.00 Ω。然而，该化合物表现出2.36 eV的相对较大的光学带隙，并且在光照下不稳定，这阻碍了其在早期阶段用作太阳能吸收材料。尽管如此，铅的替代和这种合成方法的潜力，以及理论考虑与实验材料发现的富有成效的结合，都是有希望的。
2018-10-26 cond-mat.mtrl-sci
Electronic origin of spin-phonon coupling effect in transition-metal perovskites
利用基于Wannier的扩展Kugel-Khomskii模型，通过第一性原理计算和电子结构分析，研究了过渡金属钙钛矿中的自旋-声子耦合效应.我们证明了我们的方法的成功应用SrMnO $_3$和BiFeO $_3$。我们表明，电子轨道下的晶体场分裂和电子的配置，应考虑到为了理解各种声子模式之间以及在不同的材料中的自旋-声子耦合效应的大的变化。
2016-12-11 cond-mat.mtrl-sci
Wafer-scale growth of large arrays of perovskite microplate crystals for functional electronics and optoelectronics
甲基碘化铅铵钙钛矿因其广泛的光电应用而引起人们的广泛兴趣。然而，迄今为止的大多数研究都局限于块体薄膜，由于其与典型的光刻工艺不兼容，难以实现用于集成器件阵列。我们报告了用于功能电子学和光电子学的钙钛矿微板晶体的规则阵列的第一图案化生长。我们表明，大阵列的碘化铅微板可以从水溶液中生长通过接种生长过程，并可以进一步插入甲基碘化铵，以产生钙钛矿晶体。结构和光学表征表明，所得材料显示出优异的结晶质量和光学性能。我们进一步表明，钙钛矿晶体可以选择性地生长在预图案化的电极阵列上，以创建可独立寻址的光电探测器阵列和功能场效应晶体管。生长钙钛矿微板并将其精确放置在特定位置的能力为钙钛矿材料的电子和光学特性的基础研究提供了一个新材料平台，并为集成电子和光电系统开辟了一条道路。
2015-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Coupling between the Unoccupied States of the Organic and Inorganic Sub-Lattices of Methylammonium Lead Iodide a Hybrid Organic-Inorganic Perovskite Single Crystal
有机-无机卤化物钙钛矿由于其应用而受到广泛的关注，但有机阳离子的光电功能仍不清楚。通过有机选择性共振俄歇电子能谱测量定义明确的单晶表面上，我们发现的证据，在未占用状态之间的有机和无机的子晶格的原型混合钙钛矿，这是相反的概念，根据以前的研究，有机阳离子是电子惰性的电子耦合。耦合与材料中的电子动力学和理解光电功能有关。
2021-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Ferrimagnetism and spontaneous ordering of transition-metals in La2CrFeO6 double-perovskite films
我们报告的B位过渡金属的原子有序性和磁性的外延La 2CrFeO 6双钙钛矿薄膜的脉冲激光沉积在不同的条件下生长。最高有序度的样品在5 K时的反位无序分数仅为0.05，饱和磁化强度约为2μ B/分子量单位。结果与局域自旋矩的反铁磁序（3d^{3}_{ \downarrow }3d^{5}_{ \uparrow }; S = -3/2+5/2 = 1）一致.因此，磁性基态的La 2CrFeO 6双钙钛矿，一直是争论已久的明确显示亚铁磁性。我们的研究结果提供了一个广泛的机会，探索新的磁性的二元过渡金属钙钛矿后，有序相的外延稳定。
2011-07-29 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic entropy change and critical exponents in double perovskite Y2NiMnO6
本文报道了双钙钛矿锰氧化物Y_2NiMnO_6的磁熵变和临界指数，其铁磁-顺磁转变温度为85 K。当磁场变化为80 kOe时，在TC附近记录到最大磁熵变-6.57 J /kg K。相应的相对冷却功率（134 J / kg）对于作为磁制冷剂的潜在应用是可观的。临界指数，β和γ满足以及三维海森堡铁磁体导出的值。
2014-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Data-driven analysis of the electronic-structure factors controlling the work functions of perovskite oxides
调整材料的功函数对于最大化微电子和（光）电化学装置的性能具有实际意义，因为这些系统的效率取决于控制表面处和界面上的电子水平的能力。钙钛矿是实现这种控制的有前景的化合物。在这项工作中，我们通过数据驱动（机器学习）分析检查了1,000多个钙钛矿氧化物表面（ABO $_3$）的功函数，并确定了决定其大小的因素。虽然BO $_2$ -终止表面的功函数对杂化氧p带的能量敏感，但AO-终止表面的功函数相对于B-位点原子的d带的填充及其电子亲和力表现出少得多的无关紧要的依赖性。这项研究显示了可解释的数据驱动模型在分析立方钙钛矿的功函数从有限数量的电子结构描述符的效用。
2021-02-15 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
Electronic Structure, Phonons and Dielectric Anomaly in Ferromagnetic Insulating Double Perovskite La2NiMnO6
采用第一性原理密度泛函方法，研究了具有磁场敏感性的铁磁绝缘双钙钛矿化合物La2NiMnO6的电子和磁性.我们的研究揭示了存在非常软的红外活性声子，通过修改超交换相互作用，在Ni和Mn的网站强烈耦合与自旋。我们认为，这些模式的起源观察到的介电异常La2NiMnO6。
2008-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Pressure induced band structure evolution of halide perovskites: a first-principles atomic and electronic structure study
基于密度泛函理论（DFT）的计算已经进行，以绘制有机和无机卤化物钙钛矿材料的各个相中的压力诱导的能带结构演化的宽图。在较宽的压力范围内，观察到不同相的有机和无机钙钛矿之间具有不同的能带结构行为，包括带隙的大小变化、直接-间接/间接-直接带隙转变以及CBM/VBM位移。通过原子结构和电子结构计算，通过晶体轨道耦合变换解释了禁带变窄/变宽的合理性;基于结构对称性演化解释了直接-间接相互跃迁;分析了有机和无机钙钛矿之间不同的VBM/CBM位移行为，重点关注八面体外分子/原子的取向和极性。这些结果为钙钛矿材料压力工程的进一步实验研究提供了全面的指导。
2018-11-18 cond-mat.mtrl-sci
Spin-Phonon coupling in Y$_2$NiMnO$_6$ double perovskite probed by Raman spectroscopy
我们在10 K到850 K的温度变化下进行拉曼光谱测量，以探测Y $_2$ NiMnO $_6$中的声子-自旋耦合。自旋-声子耦合被观察为伸缩模的软化，表明该声子稳定了磁相互作用。结果表明，Re $_2$ NiMnO $_6$双钙钛矿中稀土离子半径不是影响自旋耦合强度的唯一参数。
2013-04-28 cond-mat.mtrl-sci
Understanding Magnetism in Double Double Perovskites: A Complex Multiple Magnetic Sublattice System
在多重磁子晶格系统中，由于各种性质的磁交换的相互作用，理解磁性一方面具有挑战性，另一方面也很有趣。受最近合成的在A位和B位都具有多个磁性离子的AA'BB' O_6双双钙钛矿的启发，我们研究了这类有趣的化合物的磁性行为的机制。我们发现，在这样的多亚晶格化合物的磁性是由两个不同的机制，a）动能驱动的多亚晶格双交换机制和b）传统的超交换机制之间的相互作用和微妙的平衡。基于第一性原理计算导出的自旋哈密顿量通过经典的Monte Carlo方法求解，再现了所观察到的磁性。最后，非化学计量的影响，如在实验样品中，进行了讨论。这些双双钙钛矿化合物中的一些被发现具有大的总磁矩，也被发现是半金属的，这提出了未来的应用，这些大磁矩半金属氧化物在自旋电子学和存储器件的希望。
2021-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Lead-Free Halide Double Perovskites via Heterovalent Substitution of Noble Metals
铅基卤化物钙钛矿是下一代光电子学最有前途的一类材料。然而，尽管铅卤化物钙钛矿太阳能电池取得了巨大的成功，但稳定性和毒性问题尚未得到解决。在这里，我们报告的计算设计和实验合成的一个新的家庭的无铅无机卤化物双钙钛矿铋或锑和贵金属的基础上。使用第一性原理计算，我们表明，这个迄今为止未知的钙钛矿家族表现出非常有前途的光电性能，如在可见光范围内的可调带隙和低载流子有效质量。此外，我们成功地合成了双钙钛矿Cs2 BiAgCl 6，我们使用单晶X射线衍射进行结构细化，并通过光吸收和光致发光测量表征其光学性质。这种新的钙钛矿属于Fm-3 m空间群，由BiCl 6和AgCl 6八面体交替组成，具有岩盐面心立方结构。从UV-Vis和PL测量，我们得到的间接间隙为2.2 eV。这种新化合物在环境条件下非常稳定。
2016-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Flexible and Efficient Semi-Empirical DFTB Parameters for Electronic Structure Prediction of 3D, 2D Iodide Perovskites and Heterostructures
本文定制了DFTB参数，以低成本准确预测三维和二维碘化铅钙钛矿的带隙、有效质量及异质结构能带排列，适用于大规模系统研究。
2025-01-19 cond-mat.mtrl-sci
Ground State Phase Diagrams and Magnetic Properties of the Double Perovskite Pb2FeReO6
双钙钛矿的半金属铁磁行为引起了人们的广泛兴趣。在这项工作中，我们研究了双钙钛矿Pb 2FeReO 6的磁性行为。磁性原子是Fe和Re，并且分别具有自旋S=5/2和σ=1。第一步，我们对基态相图进行了理论研究，从所有6 × 3 =18种可能的组态中提出并讨论了稳定组态。其次，研究了该化合物在不同物理参数下的磁性能。此外，我们使用蒙特卡罗模拟（MCS），在Metropolis算法下，提供所研究的系统的磁行为作为温度，晶体场，交换耦合相互作用和外部磁场的函数。此外，还对双钙钛矿结构Pb 2FeReO 6的临界温度进行了研究和讨论。为了完成我们的研究，我们提出并分析了特定值的物理参数的磁滞回线。
2020-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the Electronic Levels of NiO with Alkali Halides Surface Modifiers for Perovskite Solar Cells
良好的光电性能和易于制造使NiO成为钙钛矿太阳能电池的有前途的空穴传输层。为了实现最大效率，NiO的电子能级需要与钙钛矿吸收剂的电子能级最佳对齐。通过在NiO表面上吸附物种来施加表面改性剂是调节其能级的最普遍的策略之一。碱金属卤化物是一种简单的无机表面改性剂，在有机光电子学中有着广泛的应用，但在钙钛矿太阳能电池中的研究却很少。采用密度泛函理论（DFT）计算方法，研究了20种碱金属卤化物在NiO表面的单层吸附对NiO电子能级的影响.我们的研究结果表明，碱金属卤化物可以移动的位置的价带最大值（VBM）的NiO到一个令人惊讶的大范围内在两个方向上，从-3：10 eV到+1：59 eV。我们解释的方向和幅度的位移的表面偶极子，形成的吸附的阳离子和阴离子，其中的VBM位移的大小是一个单调的函数的表面覆盖。我们的研究结果表明，与碱金属卤化物表面改性剂，NiO的电子能级可以调整鲁棒性和潜在的钙钛矿太阳能电池中的许多钙钛矿组合物相匹配。
2020-08-13 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis, Structural and Optical Properties of (ALa)(FeMn)O6 (A = Ba and Sr) Double Perovskites
在这里，我们报告的结构和光学性质的（ALA）（FeMn）O 6（A = Ba和Sr）双钙钛矿合成通过自燃烧，然后通过煅烧过程。Rietveld精修的结构，使用X-射线衍射数据表明，（BaLa）（FeMn）O 6结晶成立方晶体结构的空间群Pm-3 m，而（SrLa）（FeMn）O 6结晶成菱形晶体结构的空间群R-3c。使用UV-Vis光谱的吸收光谱测量表明，这些样品是完美的绝缘体，具有6 eV量级的导带和价带之间的能带隙。
2019-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical Study of the Structural, Electronic, Mechanical, and Optical of Transition Metal (Mn, Co, and Ni) Doped FrGeI3 Perovskites
本研究采用基于密度泛函理论的第一性原理计算，探究Mn、Co、Ni三种过渡金属掺杂对无铅FrGeI₃钙钛矿结构、电子、机械及光学特性的影响，发现掺杂可增大带隙并提升相关性能，为新型光电子与生物医学器件研发提供理论支撑。
2023-04-30 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study on phase stability and physical properties of B-site ordered Nd$_{2}$FeCrO$_{6}$ double perovskite
本文报道了B位有序双钙钛矿结构Nd $_{2}$ FeCrO $_{6}$的结构稳定性、磁性和电子结构的第一性原理预测。首先，研究了母体单钙钛矿NdCrO $_{3}$和NdFeO $_{3}$的基态，以确定相关的Hubbard U参数来研究Nd 2CrFeO 6的性质。热力学、力学和动力学稳定性分析表明，在常压下合成Nd $_{2}$ FeCrO $_{6}$双钙钛矿的可能性。该化合物具有亚铁磁性（FiM），净磁矩为2个$μ$ B，磁有序温度为$\sim$ 265 K。电子结构表明直接光子跃迁的概率高于带隙为$\sim$ 1.85 eV的间接跃迁。对于4f-3d-3d自旋系统，Nd（4f）自旋和自旋轨道耦合（SOC）对带边的附加影响可以忽略不计。该第一性原理研究预测，由于亚铁磁性质和显着较低的带隙相比，其反铁磁母体单钙钛矿，B位有序的Nd $_{2}$ FeCrO $_{6}$双钙钛矿可能是一个有前途的材料自旋电子和可见光驱动的能源应用。
2022-01-07 cond-mat.mtrl-sci
Origin of Magnetism and trend in $T_{c}$ in Cr-based double perovskites: Interplay of two driving mechanisms
采用第一性原理密度泛函方法，结合第一性原理构造的低能模型哈密顿量的求解，研究了Cr基双钙钛矿系列Sr $_2$ CrB $'$ O $_6$（B $'$ =W/Re/Os）的磁性起源和$T_c$趋势.我们的研究表明，在Sr $_2$ CrB $'$ O $_6$（B $'$ =W/Re/Os）系列中明显令人困惑的$T_c$趋势可以从杂化驱动机制和超交换机制的相互作用来理解。
2011-01-24 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio electronic conductivity of Fe-bearing post-perovskite
Princeton University（普林斯顿大学）；Temple University（天普大学）；University of Rochester（罗切斯特大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）
研究铁含量富集的后钙钛矿结构在超级地球地幔条件下的电子导电性，发现其通过带隙闭合难以金属化，导电性主要依赖非电子机制。
2026-02-27 cond-mat.mtrl-sci
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
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
Double Perovskites overtaking the single perovskites : A set of new solar harvesting materials with much higher stability and efficiency
尽管混合卤化铅钙钛矿具有独特的固有性质，具有灵活合成和器件制造的可能性，但仍然存在两个基本问题，即在外部环境中的稳定性和由于铅引起的毒性。最近，双钙钛矿材料已成为一种有前途的选择。从这类的各种研究的主要结果基本上可以概括为两类，（i）要么他们有间接的带隙或（ii）直接但大的光学带隙，这是不适合太阳能器件。在这里，我们提出了一组稳定的双钙钛矿材料，Cs $_2$ BB $^{'}$ X $_6$（对于各种B，B $^{'}$）（X=Cl，Br，I），其通过小的Pb $^{+2}$掺杂显示间接到直接的带隙转变。这种掺杂有助于改变能带结构的拓扑结构，从而触发从价带最大值到导带最小值的光学允许跃迁。它还显著降低了带隙，使其在可见光区很好。模拟揭示了相对于现有技术的光伏吸收剂材料CH $_3$ NH $_3$ PbI $_3$相当/更高的吸收系数和太阳能效率。我们对Cs $_2$（Ag $_{0.75}$ Pb $_{0.25}$）（Bi $_{0.75}$ Pb $_{0.25}$）Br $_6$的实验测量性质与理论预测相当一致。该材料具有比CH $_3$ NH $_3$ PbI $_3$更高的稳定性，显示出成为更好候选物的潜力。
2018-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of organic-inorganic perovskite and all-inorganic lead-free double perovskite nanocrystals by femtosecond laser pulses
Julius-Maximilian University of Würzburg（维尔茨堡朱利叶斯-马克西米利安大学）；Leibniz University Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院）
利用飞秒激光脉冲合成高纯度无配体钙钛矿纳米晶体，实现可调光学性质和新型光电设备研发。
2025-10-31 cond-mat.mtrl-sci
Three-Dimensional to Layered Halide Perovskites: A Parameter-Free Hybrid Functional Method for Predicting Electronic Band Gaps
针对标准杂化泛函预测3D及层状卤化物钙钛矿带隙的不足，本研究评估DSH泛函，提出基于对应3D钙钛矿介电常数的改进策略，提升预测精度，为光电子材料建模提供高效无参数方法。
2025-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Role of rare-earth ionic radii on the spin-phonon coupling in multiferroic ordered double perovskites
本文利用拉曼光谱研究了稀土离子半径对RE_2NiMnO_6双钙钛矿中自旋-声子耦合的影响。用低温拉曼光谱研究了致密Nd_2NiMnO_6和Gd_2NiMnO_6陶瓷中的自旋-声子。与其他同构化合物相比，观察到的耦合的幅度表明，它是不受稀土离子半径的影响，以及在铁磁相的伸缩声子的位置与非谐贡献的偏差遵循幂律。
2014-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Effect of heterostructure engineering on electronic structure and transport properties of two-dimensional halide perovskites
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引起了人们的广泛关注。最近的努力表明，从三维到二维（2D）的有机-无机卤化物钙钛矿的减少有望提供一个令人兴奋的机会来调整其电子特性。在这里，我们探讨了降维和异质结构工程的内在材料性能，如能量稳定性，带隙和输运性能的二维混合有机-无机卤化物钙钛矿使用第一性原理密度泛函理论的效果。我们表明，能量稳定性显着增强工程钙钛矿异质结构，也具有良好的传输特性类似于他们的散装同行。这些层状化学物质还展示了宽范围的可调谐带隙和可见光谱中的高吸收系数的优点。所提出的二维异质结构材料具有用于纳米光电子器件以及有效的光电子器件的潜力。
2021-08-17 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic moments of W 5d in Ca2CrWO6 and Sr2CrWO6 double perovskites
用X射线磁性圆二色性（XMCD）研究了W离子在亚铁磁双钙钛矿Sr 2CrWO 6和Ca 2CrWO 6中的磁矩。在这两种化合物中，检测到有限的负自旋和正轨道磁矩。实验结果与用全势能线性Muffin-tin轨道方法计算的（Sr/Ca）2CrWO 6的能带结构符合得很好。值得注意的是，磁有序温度TC与“非磁性”W原子的磁矩相关。
2005-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Structure Descriptors for CO$_2$ Conversion Activity in Perovskite Oxides
Kyungpook National University（庆北大学）
本研究通过电子结构描述符揭示钙钛矿氧化物中CO₂转化活性与未占据TM 3d带中心、电荷转移能及带宽比W₃d/W₂p的负相关，并利用BFS方法得到仅依赖W₃d/W₂p的拟合方程，成功筛选出La₂CoGaO₆等有前景的候选材料。
2026-10-08 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic-cations doped into a Double Perovskite Semiconductor
本文报道了两种基于磁性离子掺杂的双钙钛矿氧化物Sr_2Ga_（1-x）Cr_xSbO_6（0.1 < x < 0.4）和Sr_2Ga_（1-x）Fe_xSbO_6（0.1 < x < 0.4）的固溶体。所有的组合物结晶在相同的空间群（I4/m）作为其未掺杂的母相Sr 2GaSbO 6，与三价磁性阳离子Cr 3+或Fe 3+部分取代非磁性Ga 3+在一个B-阳离子网站。Cr和Fe掺杂相显示出掺杂剂磁矩之间的主要反铁磁耦合，并表现出随着取代度的增加而减小的带隙。
2021-11-23 cond-mat.mtrl-sci
First-principles Studies on Structural, Electronic, Optical and Mechanical Properties of Inorganic CS2NaTlX6 (X = F, Cl, Br) Double Halide Perovskites
在密度泛函理论的基础上，采用广义梯度近似（GGA）中的PBE泛函，计算了无铅卤化物双钙钛矿化合物Cs2NaTlX6 X = F，Cl，Br的结构、电学、光学和力学性质，计算了它们的晶格常数、晶胞体积、总能量、体积模量、压力导数、电子态密度揭示了该化合物的半导体性质，能带结构显示了带隙的直接性质，引入HSE 06泛函修正了GGA中低估的带隙，计算了该化合物的能带结构。PBE功能。实部和虚部的介电函数，吸收系数，能量损失函数，反射率，折射率和消光系数进行了分析和解释的电子结构。
2023-02-04 cond-mat.mtrl-sci
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
Anharmonicity and Ultra-Low Thermal Conductivity in Lead-Free Halide Double Perovskites
无铅卤化物双钙钛矿类材料为解决与Pb的毒性和含铅卤化物钙钛矿的长期稳定性相关的问题提供了有希望的场所。我们提出了一个第一性原理研究的晶格振动Cs $_2$ AgBiBr $_6$，在这一类的原型化合物，并表明，Cs $_2$ AgBiBr $_6$的晶格动力学是高度非谐的，主要是关于倾斜的AgBr $_6$和BiBr $_6$八面体。使用的能量和温度依赖的声子谱函数，然后，我们展示了如何实验观察到的双到四相转变是由软声子分支的崩溃。我们最终揭示了Cs $_2$ AgBiBr $_6$的柔软性和非谐性产生了超低的热导率，出乎意料的高对称性立方结构。
2019-12-11 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
Experimentally observed defect tolerance in the electronic structure of lead bromide perovskites
本研究通过高分辨率同步辐射X射线光谱研究三种单晶溴化铅钙钛矿，揭示A阳离子介导光致缺陷影响的关键作用及两条缺陷容忍性设计新原则，为相关材料与器件技术提供理论支撑。
2023-05-06 cond-mat.mtrl-sci
Transversal spin freezing and re-entrant spin glass phase in chemically disordered Fe-contained double perovskite multiferroics
提出了PbFe $_{1/2}$ Nb $_{1/2}$ O $_3$等复杂含铁双钙钛矿多铁性化合物磁性异常的实验验证和理论解释。理论部分是基于我们的长程磁有序和自旋玻璃共存的模型。在我们的模型中，交换相互作用是各向异性的，耦合反铁磁$z$自旋分量的Fe $^{3+}$离子。同时，$xy$组分之间通过弱得多的铁磁符号交换相互作用耦合。在具有空间无序的系统中（相应晶格点的一半被无自旋Nb $^{5+}$离子占据），这种令人沮丧的相互作用导致反铁磁有序由自旋的$z$投影形成，而它们的$xy$组分有助于自旋玻璃行为。我们的理论研究结果得到了实验证据的支持，反铁磁和自旋玻璃相共存的化学无序的含铁双钙钛矿多铁性。
2015-12-29 cond-mat.mtrl-sci
High-temperature multiferroicity and strong magnetocrystalline anisotropy in 3d-5d double perovskites
使用密度泛函计算，我们探索了尚未合成的$3d - 5d$有序双钙钛矿（$A_2BB'$ O $_6$）的性能与高度极化的Bi $^{3+}$离子的$A$网站。我们发现，Bi $_2$ NiReO $_6$和Bi $_2$ MnReO $_6$化合物是绝缘的，并表现出一个强大的净磁化强度，持续高于室温。当赝立方晶胞的面内晶格矢量被约束为正交（例如，通过相干异质外延）时，基态是具有大极化和非常大的单轴磁晶各向异性的铁电体，其中易磁化轴沿着铁电体极化方向。我们的研究结果表明，在室温下的多铁性和电控磁化取向的路线。
2011-01-25 cond-mat.mtrl-sci
A comprehensive study of electronic and piezoelectric properties of Li-based Tin-halide perovskites from GGA and Meta-GGA
本研究采用结合GGA和mGGA的DFT方法，探究两种锂基锡卤化物钙钛矿的多类性质，发现这类环保材料在光电子与压电领域颇具应用潜力。
2024-12-06 cond-mat.mtrl-sci
Ferroelastic Domain Induced Electronic Modulation in Halide Perovskites
本研究通过阴极发光和显微拉曼光谱揭示CsPbBr3单晶铁弹畴壁处电子-声子耦合促进电荷分离，从而提升光电性能。
2025-04-24 cond-mat.mtrl-sci
Promising ferrimagnetic double perovskite oxides towards high spin polarization at high temperature
通过第一性原理计算，我们预测四种双钙钛矿氧化物Bi_2ABO_6（AB = FeMo，MnMo，MnO_s，Cr_s）是半金属亚铁磁体。我们的计算结果表明，四个优化的结构具有负的形成能，从-0.42到-0.26 eV每个公式单元，这意味着他们可能会实现。在Bi 2FeMoO 6的情况下，半金属带隙和居里温度分别达到0.71 eV和650 K，这表明高自旋极化可以保持在远高于室温的高温下。据信，其中一些可以很快合成，并将证明是有用的自旋电子应用。
2012-10-27 cond-mat.mtrl-sci
Double-site Substitution of Ce into (Ba, Sr)MnO3 Perovskites for Solar Thermochemical Hydrogen Production
太阳能热化学制氢（STCH）是一种可再生的替代使用化石燃料生产的氢。虽然连续批量实验方法可以准确测量STCH性能，但筛选化学复杂的材料系统以获得新的有前途的候选材料更具挑战性。在这里，我们确定双位铈取代的（Ba，Sr）MnO 3氧化物钙钛矿作为有前途的STCH候选人使用的组合体合成和高通量薄膜实验。在10 H-BaMnO 3中的B-位上和在4P-SrMnO 3中的A-位上的Ce取代导致与CeO 2相比高2- 3倍的氢产生，但是这些本体单位点取代的钙钛矿遭受不完全的再氧化。（Ba，Sr）MnO 3薄膜中A位和B位的双位Ce取代增加了Ce的溶解度，并延长了10 H和4 P结构的稳定性，这对于它们的热化学可逆性是有希望的。这项研究表明，高通量的实验方法筛选复杂的氧化物材料STCH应用。
2021-06-14 cond-mat.mtrl-sci
Understanding the Magnetic Puzzles of Double Perovskites A2FeOsO6 (A=Ca, Sr)
双钙钛矿Sr 2FeOsO 6和Ca 2FeOsO 6具有令人费解的磁性，前者是低温反铁磁体，而后者是高温绝缘铁磁体。在这里，为了了解潜在的机制，我们研究了阻挫磁性的A2 FeOsO 6采用密度泛函理论和最大局域Wannier函数。结果表明，晶格畸变增强了反铁磁最近邻Fe-O-Os相互作用，但通过Os-O-O-Os和Fe-O-Os-O-Fe路径减弱了反铁磁相互作用，这是随着A2+离子半径的减小，从低温反铁磁性向高温亚铁磁性转变的原因.我们还讨论了5d3- 3d 5超交换，并提出这种超交换本质上是反铁磁的，而不是预期的铁磁。我们的工作表明晶格畸变可以有效地缓解磁阻挫，这为调节其他3d-5d（4d）双钙钛矿中的复杂磁性提供了另一个维度。
2014-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Observation of Extraordinary Vibration Scatterings Induced by Strong Anharmonicity in Lead-Free Halide Double Perovskites
本文通过定量测量与第一性原理计算，揭示无铅双钙钛矿 Cs2NaInCl6 中由键层级、八面体倾斜和 Cs+ 振动协同导致的强非谐性，解释了其超低热导率的成因。
2024-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Disorder Effects in La substituted ferrimagnetic Ca2FeMoO6 double perovskite
采用固相烧结法合成了La浓度x = 0 ~ 0.6的Ca 2-xLaxFeMoO 6双钙钛矿。采用XRD、SEM和EDX等标准技术对材料进行了表征。样品的晶体结构稳定在单斜相，空间群为P2 I/n，随着x的增加，晶格膨胀。La浓度的增加逐渐抑制了材料中共存的次要第二相，同时，EDX结果表明更多的Mo原子在晶体结构中的容纳。一个显着的修改，在材料的表面形态，注意到从粘合剂型表面x = 0的脆性型表面与更多的晶界贡献的La掺杂样品。我们理解一个显着的变化，在磁性能（外观的集群玻璃组件，减少磁矩和指示更高的TC）和电性能（减少金属字符）方面的增强内部无序的材料，引入由于双钙钛矿结构中的La掺杂。
2008-11-15 cond-mat.mtrl-sci
