Superstructure reflexions in tilted perovskites Part 1
本文通过将畸变模式视为微扰,推导出倾斜钙钛矿一级超结构反射存在的布尔条件,为电子衍射分析提供新方法。
2025-01-27 cond-mat.mtrl-sci
MuSR and neutron diffraction studies on the tuning of spin-glass phase in partially ordered double perovskite SrMn$_{1-x}$W$_x$O$_3$
用中子粉末衍射(NPD)、μ子自旋弛豫(MuSR)和磁化率(X)研究了SrMn_(1-x)W_xO_3(x = 0.20~0.40)中部分有序双钙钛矿(PODP)和共存自旋玻璃相的可调谐性。结构研究表明,随着x的增加,SrMn_(1-x)W_xO_3经历了从简单钙钛矿(Pm-3m)到PODP(P21/n)的准连续转变。Xdc(T)和Xac(T)测量显示在自旋玻璃转变Tg处的尖状峰。μ子弛豫速率(λ)在临界增长后的Tg处达到峰值,由λ = λ(0). t-w [t =(T-Tg)/Tg]给出。然而,没有观察到在NPD低于Tg的长程磁序。这些测量证实了SrMn 1-xWxO 3中的可调自旋玻璃冻结,其中Tg随W含量单调降低,我们将其归因于调节共存的Mn-O-Mn和Mn-O-W-O-Mn反铁磁超交换路径的相对浓度,从而改变几何阻挫。
2018-10-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of anisotropic thermal expansion and Jahn-Teller effect in double perovskites Sr$_{2-x}$La$_x$CoNbO$_6$ using neutron diffraction
利用变温中子粉末衍射(NPD)研究了双钙钛矿结构Sr $_{2-x}$ La $_x$ CoNbO $_6$($x=$ 0.4和0.6)的结构变化和磁相互作用。在$x=$ 0.4和0.6样品之间观察到从四斜晶系($I4/m$)到单斜晶系($P2_1/n$)的结构相变。有趣的是,晶胞参数的温度演变遵循Grüneisen近似,并且分析表明$x=$ 0.4样品的各向同性热膨胀,而$x=$ 0.6样品显示各向异性,其中沿$c$轴的热膨胀显著偏离Grüneisen函数。我们在CoO $_6$中观察到$z$ -out Jahn-Teller畸变,并因此在相邻的NbO $_6$八面体中观察到$z$ -in畸变。随着La取代的增加,八面体畸变程度的降低是显而易见的,从B位原子周围的局部畸变参数$Δ$的显着减少。
2022-02-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Colossal magnetoresistance in the insulating ferromagnetic double perovskites Tl$_2$NiMnO$_6$: A neutron diffraction study
在双钙钛矿家族中,迄今为止仅在半金属亚铁磁体中观察到巨磁阻(CMR),例如已知情况Sr $_2$ FeMoO $_6$,其中巨磁阻归因于半金属性质而在晶界处的隧穿MR。本文报道了一种新材料--Tl $_2$ NiMnO $_6$,它是一种通过高压高温合成而稳定的相对有序的双钙钛矿结构,在居里温度附近显示出CMR。我们用中子衍射实验和电子结构计算解释了这种效应的起源,揭示了这种材料是铁磁绝缘体。因此,有序的T1 $_2$ NiMnO $_6$(~70%的Ni $^{2+}$ /Mn $^{4+}$阳离子有序)代表铁磁绝缘双钙钛矿的第一次实现,显示CMR。结构和磁性之间的关系的研究,使我们能够澄清自旋玻璃行为的性质在无序的Tl $_2$ NiMnO $_6$(~31%的阳离子有序),这是有关的反位缺陷的集群和与短程自旋关联。我们的研究结果突出了阳离子有序在建立长程磁性基态中的关键作用,并为开发双钙钛矿中的先进磁性材料奠定了新的途径。
2019-09-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.chem-ph
Structural response to O*-O' and magnetic transitions in orthorhombic perovskites
我们提出了一个依赖于温度的单晶X射线衍射研究的孪晶正交钙钛矿La 1-xCaxMnO 3,x=0.16和x=0.25。这些数据显示了从铁磁绝缘状态到铁磁金属状态的晶体结构的演变。的数据建模在空间群Pnma与孪生关系的基础上分布的b轴在三个垂直的立方轴。孪晶模型允许使用单晶X射线衍射数据在多达六个孪晶分数的存在下进行完整的结构测定。
2002-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Revisiting the pressure-induced phase transitions of Methylammonium Lead Bromide Perovskite
利用单晶与同步辐射粉末X射线衍射及光吸收,重新确定MAPbBr3高压相变序列、结构参数、体积模量与带隙演化机制。
2024-01-24 cond-mat.mtrl-sci
Phase transitions in a perovskite thin film studied by environmental in-situ heating nano-beam electron diffraction
体相Pr $_{1-x}$ Ca $_{x}$ MnO $_3$具有丰富的相图,其物理性能具有很高的可调性,引起了人们对该材料的基础研究和应用前景的广泛关注。重要的是,作为强相关效应的结果,电子和晶格的自由度是有力地耦合。因此,这是有争议的,这种体相图是否可以转移到固有应变外延薄膜。本文研究了离子束溅射薄膜中$x=0.1$的结构从正交到准立方的转变,并通过原位加热纳米束电子衍射来跟踪晶格常数的温度依赖性,指出了与相应体系统的差异。此外,它表明,控制加热过程中的环境,即防止氧损失,是至关重要的,以避免不可逆的结构变化,这是一个普遍的问题,含有挥发性元素的化合物在非平衡条件下。
2020-10-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Low-temperature structural instabilities of the halide double perovskite Cs$_2$AgBiBr$_6$ investigated via x-ray diffraction and infrared phonons
Brock University(布鲁克大学);Max Planck Institute for Solid State Research(马克斯·普朗克固体研究所)
通过比热、X射线衍射、电容和红外反射测量,发现Cs$_2$AgBiBr$_6$在~40 K存在从四方I4/m到单斜P12_1/n1的微妙结构相变,解释了拉曼光谱中声子模式的分裂。
2026-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Residual Nanoscale Strain in Cesium Lead Bromide Perovskite Reduces Stability and Alters Local Band Gap
使用纳米探针X射线衍射显微镜,我们调查的CsPbBr $_3$薄膜晶体,它们的稳定性,和本地带隙的晶体生长的残余应变之间的关系。我们发现,从结晶冷却所产生的面外压缩应变是有害的X射线照射下的材料稳定性。我们还发现,光致发光的红移作为一个结果的面外压缩应变。带隙对应变的敏感性表明可能的应用,如应力敏感传感器。我们在某些CsPbBr $_3$单晶中观察到的镶嵌性(Mosaicity),即在相邻晶畴中形成小的取向差,表明即使在单晶卤化物钙钛矿中也可能发生晶体质量的显著变化。纳米衍射结果表明,降低局部应变是提高从发光二极管到高能探测器的钙钛矿光电材料和器件稳定性的必要途径。
2018-11-28 cond-mat.mtrl-sci
Structural and magnetic properties of the ordered perovskite Pb2CoTeO6
采用固相反应法制备了复合钙钛矿Pb 2CoTeO 6(PCTO)多晶粉末,并采用X射线衍射、中子粉末衍射、电子显微镜、介电、量热和磁性测量等方法研究了其晶体结构和磁性。结果表明,该化合物在室温下为三方钙钛矿结构,空间群为R-3(a= 5.6782(1)<$,c= 13.8552(3)<$)。该化合物在5-500 K的温度范围内经历了许多温度诱导的相变,并采用了四种不同的结构:P21/n单斜晶系(5<T<125 K,倾斜系统(a+b-b-)),单斜,单位为I2/m(125<T<210 K,倾斜系(a0 b-b-)),在R-3中为菱面体(210<T<370 K,倾斜系(a-a-a-)),最后在Fm-3 m中为立方体(370 K以上无任何倾斜)。这些结构相变与介电常数和热容量在210和370 K附近的变化相耦合。通过不同温度下的中子粉末衍射和磁性研究,发现了长程反铁磁有序态。磁衍射峰登记低于约16 K的过渡和磁结构的一个可能的模型提出。可能的共存的长程有序电偶极子和磁矩在低温下,使PCTO的多铁性候选人进行了讨论,并与其他钴基四元氧化物采用钙钛矿结构。
2010-11-30 cond-mat.mtrl-sci
High pO2 Floating Zone Crystal Growth of the Perovskite Nickelate PrNiO3
PrNiO 3单晶在295 bar的氧气压力下使用独特的高压光学图像浮区炉生长。使用单晶和粉末X射线衍射对体积超过1 mm 3的晶体进行结构表征。电阻率,比热,和磁化率进行了测量,所有这些都证明了一个突然的,一阶金属-绝缘体转变(MIT)在~130 K,与以前的文献报道的多晶试样。进行温度依赖性单晶衍射以研究通过MIT的变化。我们的研究证明了高逸度的机会空间,特别是钙钛矿镍酸盐的单晶生长的反应环境,但更普遍的相关电子氧化物。
2019-06-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Kinetically Stable Single Crystals of Perovskite-Phase CsPbI${_3}$
我们采用固相法合成了室温下动力学稳定的钙钛矿相碘化铅铯($γ$ -CsPbI 3)单晶。X射线单晶衍射分析表明,该化合物为正交晶系,室温下为GdFeO 3结构。与传统的半导体不同,体$γ$ -CsPbI 3的光吸收和联合态密度在带边附近最大,并在Eg之外降低至少1.9 eV。块体$γ$ -CsPbI 3没有显示出激子共振,并且具有1.63(3)eV的光学带隙,比薄膜中报道的小~90 meV;这些和其他差异表明先前测量的薄膜$γ$ -CsPbI 3显示出量子限制的特征。通过在原位粉末X射线衍射测量期间使气体流过$γ$ -CsPbI 3,我们确认$γ$ -CsPbI 3对氧稳定,但在水分存在下快速且催化地转化为非钙钛矿$δ$ -CsPbI 3。我们对体相$γ$ -CsPbI 3的研究结果为钙钛矿相CsPbI 3的理论和实验研究提供了重要的参数,这将指导大气稳定的无机卤化物钙钛矿的设计和合成。
2019-06-06 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Multiferroic behavior in the new double-perovskite Lu$_2$MnCoO$_6$
我们提出了一个新的成员的多铁性氧化物,Lu $_2$ MnCoO $_6$,我们已经研究了使用X射线衍射,中子衍射,比热,磁化强度,电极化,和介电常数测量。该材料具有强烈耦合到低于35 K的净磁化的电极化,尽管反铁磁有序的$S = 3/2$ Mn $^{4+}$和Co $^{2+}$自旋在$\uparrow \uparrow \downarrow \downarrow$配置沿c方向。我们讨论的磁顺序的凝聚$\uparrow \uparrow$和$\downarrow \downarrow$铁磁畴之间的域边界,每个域边界产生净电极化由于空间反演对称性破缺。在外加磁场中,磁畴边界滑动,控制净磁化强度、电极化和磁电耦合的大小。
2011-05-10 cond-mat.mtrl-sci
A Nanocrystal Synthesis Derived Approach to Silver Bismuth Iodide Layered Double Perovskites with Aliphatic Amines: (CnH(2n+1)NH3)4AgBiI8
Italian Institute of Technology(意大利理工学院);Politechnico di Milano(米兰理工大学);Università degli Studi di Genova(热那亚大学)
本研究提出一种基于脂肪胺的快速沉淀法合成银铋碘层状双钙钛矿,实现低毒性、高稳定性材料的制备。
2026-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis, Crystal Structure and Properties of a Perovskite-Related Bismuth Phase, (NH4)3Bi2I9
有机-无机卤化物钙钛矿,特别是甲基铵铅卤化物,最近导致光伏器件的显著突破。然而,由于这些基于钙钛矿的太阳能电池中的重金属铅的环境和稳定性问题,非铅钙钛矿结构的研究已经吸引了越来越多的关注。在这项研究中,一个层状钙钛矿结构,(NH 4)3Bi 2 I9,在溶液中制备,并通过单晶X射线衍射的结构是解决。DFT计算的结果表明铋离子具有显著的孤对效应,其带隙为2.04 eV,低于CH 3 NH3 PbBr 3的带隙。还进行了电导率测量以检查作为含铅钙钛矿的替代物在应用中的潜力。
2015-09-27 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
Exotic magnetism in perovskite KOsO3
本研究在高压高温下合成新型钙钛矿KOsO3,通过结构相变与多种物性测量揭示其从局域化到巡游电子行为的奇异磁有序相,为5d电子体系提供了关键实验证据。
2024-03-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic and structural properties of the double-perovskite Ca_2FeReO_6
我们成功地制备了Ca_2FeReO_6多晶材料,其居里温度为540 K,是迄今为止所研究的磁性钙钛矿材料中居里温度最高的。这种材料已通过X射线和中子粉末衍射表征。在548 K发现了一个单斜晶胞(空间群P2_1/n),a=5.4366(5)A,b=5.5393(5)A,c=7.7344(5)A,β =90.044(4)deg.在低温下,在中子散射中观察到具有相同晶胞体积的两个单斜相的相分离。两相具有不同的磁结构和磁性。57-Fe-Moessbauer光谱测量显示存在四个不同的Fe(3+)位置,表明在室温下存在两个不同的相,在衍射实验中无法区分。的导电性是热激活的所有温度下,没有观察到显着的磁阻。
2000-04-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Crystallite Size Effect on Lattice Strain and Crystal Structure of Ba1/4Sr3/4MnO3 Layered Perovskite Manganite
用燃烧法合成了具有不同晶粒尺寸的单相多晶Ba_(1/4)Sr_(3/4)MnO_3层状钙钛矿锰氧化物。室温X射线衍射结果表明,Ba 1/4Sr 3/4 MnO 3为六方晶系,空间群为P63/mmc。Ba_(1/4)Sr_(3/4)MnO_3的扫描电子显微镜照片显示样品的晶粒尺寸均匀。分别利用Rietveld精修和Williamson-Hall图研究了微晶尺寸对晶格应变和晶体结构的影响。结构晶格参数随晶粒尺寸的增大而减小。然而,晶格应变随着晶粒尺寸的增加而增加。
2018-11-29 cond-mat.mtrl-sci
Crystal growth and structural analysis of perovskite chalcogenide BaZrS$_3$ and Ruddlesden-Popper phase Ba$_3$Zr$_2$S$_7$
过氧化物硫族化合物作为一类新兴的光电子半导体材料正引起人们的极大兴趣。高质量的样品对于检查其固有的物理性质至关重要。本文报道用助熔剂法成功地生长了BaZrS $_3$及其Ruddlesden-Popper相Ba $_3$ Zr $_2$ S $_7$。X射线衍射分析表明,$Pnma$的空间群为:$a$ = 7.056(3)Ω/,$b$ = 9.962(4)Ω/,$c$ = 6.996(3)Ω/; $_3$和$P4_2/mnm$的空间群为:$a$ = 7.071(2)Ω/,$b$ = 7.071(2)Ω/,对于Ba $_3$ Zr $_2$ S $_7$,$c$ = 25.418(5)Ω/cm。观察到BaZrS $_3$和Ba $_3$ Zr $_2$ S $_7$的半高宽为0.011 $^\circ$和0.027 $^\circ$的摇摆曲线。极图分析,扫描透射电子显微镜图像和电子衍射图案也建立了高质量的生长晶体。通过提取扭转角,分析了共角八面体网络中八面体的倾斜。
2019-09-13 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic structure driven by monoclinic distortions in the double perovskite Sr2YRuO6
单斜双钙钛矿结构的Sr2YRuO6最近获得了新的兴趣,以获得更深入的了解与几何挫折有关的奇异磁基态。从中子衍射精细化和宏观磁和热响应得出的自旋序之间的惊人差异是一个必须解决的重大挑战。在这项工作中,详细的中子衍射测量作为温度的函数产生一个完全不同的解释模式。我们表明,在低温下的K2NiF4型的自旋结构是一个可访问的配置的磁性基态。在附近的磁性转变,这种配置演变成一个倾斜的超结构。推导出的倾斜角的温度依赖性表现出两个紧密间隔的峰,这是在很好的协议与双峰的磁性贡献的比热和热膨胀系数。我们解释这些功能的非共线自旋态的净铁磁矩的重新取向,由于局部破坏的反演对称性促进的单斜畸变,结构变化作为驱动力。
2015-09-15 cond-mat.mtrl-sci
Direct evidence for ferroelectric polar distortion in ultrathin lead titanate perovskite films
用X射线光电子衍射直接研究了PbTiO_3外延薄膜中与铁电性相关的晶格内极性原子畸变和四方性。我们的测量,结合从头计算,明确地表明非中心对称的薄膜几个单位电池厚,意味着薄膜薄至3个单位电池仍然保持铁电极性失真,也表明,没有厚的顺电死层的表面。
2005-11-03 cond-mat.mtrl-sci
Chemical Strain Engineering of MAPbI3 Perovskite Films
介绍了一种通过改变前驱体溶液中Pb(Ac)2和PbCl 2的比例来控制甲基碘化铅铵(MAPbI 3)钙钛矿晶体中应变的新化学方法。为了观察对晶体应变的影响,使用压电响应力显微镜(PFM)和X射线衍射(XRD)的组合。的PFM图像显示的铁弹孪晶畴的平均尺寸增加时,增加的PbCl 2含量,表明在晶体应变的增加。XRD光谱支持这一观察,具有出现在光谱中的强晶体孪生特征。这种行为是由于结晶过程中的应变梯度,由于不同的蒸发速率的乙酸甲基铵和甲基氯化铵所揭示的飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)和掠入射X射线衍射(GIXRD)测量。额外的时间分辨光致发光(TRPL)显示在MAPbI 3薄膜制备较高的PbCl 2含量的载流子寿命增加,这表明具有较大的孪晶畴结构的薄膜中的陷阱密度降低。结果表明,潜在的化学应变工程作为一种简单的方法来控制应变相关的影响,在卤化铅钙钛矿。
2022-05-01 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Hydrogen Ordering and New Polymorph of Layered Perovskite Oxyhydrides: Sr2VO4-xHx
采用高压固相反应法合成了无阴离子空位的组成可调的钒氧化合物Sr 2 VO 4-xHx(x = 0 ~ 1)。通过粉末中子衍射、同步辐射X射线衍射、热脱附光谱和第一性原理密度泛函理论(DFT)计算表征了其晶体结构和性质。氢阴离子通过在低x区域(x < 0.2)的氢的统计替代选择性地替代VO 6层中的赤道氧位置。一种新的正交相(Imm),具有几乎完全氢有序的结构,由x > 0.7的K2 NiF 4型四方相形成。基于DFT计算,氧/氢阴离子的有序程度与钒和配体之间的成键相互作用密切相关。
2014-05-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.chem-ph
Structure-related transport properties of A-site ordered perovskite Sr3ErMn4-xGaxO10.5-d
我们报道了Sr 3ErMn 4-xGaxO 10.5-d的X射线衍射、电阻率、热电势和磁化强度,其中A位有序的四方相出现在x=1以上,并揭示了该系统具有典型的反铁磁绝缘体中Mn 3+的性质。我们成功地在不同的制备条件下制备了A位有序相和无序相(x=1),并观察到无序相的电阻率显著降低。我们讨论了可能的起源减少的维数和无序的影响集中。
2011-03-17 cond-mat.mtrl-sci
Alerts in High-resolution TEM characterization of perovskite material
高分辨透射电镜(HRTEM)是一种强有力的结构表征工具。然而,甲基铵碘化铅(MAPbI3)钙钛矿对电子束高度敏感,并且容易分解成碘化铅(PbI2)。高分辨透射电镜表征中普遍存在着将PbI2错误标记为钙钛矿的现象,这将对钙钛矿研究领域的发展产生不利影响。在这里,MAPbI3钙钛矿校准中的错误识别进行了总结,分类和校正的基础上相应的电子衍射(ED)模拟。给出了本征四元MAPbI_3和可混六元PbI_2的晶体学参数。最后,提出了在高分辨透射电镜中正确识别位相的方法和控制辐射损伤的途径。这项工作铺平了道路,以避免在高分辨透射电镜表征钙钛矿和其他电子束敏感材料在未来的误导。
2020-12-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Pressure-Induced Phase Transition Versus Amorphization in Hybrid Methylammonium Lead Bromide Perovskite
本研究借助同步辐射粉末X射线衍射与光吸收实验,发现CH3NH3PbBr3在4.6 GPa发生第三次晶态相变而非非晶化,并保持晶态至7.6 GPa。
2023-06-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Microstructural analysis and optical properties of Cs2BiAgBr6 halide double perovskite single crystals
采用过饱和溶液晶化法生长了无铅钙钛矿型Cs2 BiAgBr 6单晶。经XRD和EBSD表征,双钙钛矿单晶体具有立方Fm-3 m对称性,晶格常数a = 11.20 Ω.基于单晶X射线衍射分析的DFT预测表明,该材料是一种间接带隙半导体。低温(1.4 K)的光致发光光谱表明,对应于两个最低的计算间接和一个直接的带-带跃迁的三个加宽的频带。
2017-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High pressure floating-zone growth of perovskite nickelate LaNiO3 single crystals
我们报告的第一个单晶生长的相关金属LaNiO 3使用高压光学图像浮区炉。使用单晶/粉末X射线衍射,电阻率,比热,和磁化率的晶体进行了研究。块状LaNiO 3晶体的可用性将(i)促进对这种相关材料的深入理解,包括增强顺磁磁化率的机制,以及(ii)提供丰富的机会作为薄膜生长的衬底,例如重要的铁电和/或多铁性材料。这项研究表明,镍酸盐钙钛矿和相关的电子氧化物的高pO 2单晶生长的权力更普遍。
2017-05-01 cond-mat.mtrl-sci
Degradation of Co-Evaporated Perovskite Thin Film in Air
在过去的几年里,甲基铵卤化铅钙钛矿已经被开发为非常有前途的材料,以制造高效的太阳能电池。对能源应用的真正影响取决于对材料稳定性的理解和控制。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱学(XPS)和原子力显微镜(AFM)研究了CH3NH3PbI3在空气中的降解过程。化学计量的样品生长与共蒸发的PbI2和CH3NH3I上的Au涂覆的Si芯片。结果表明,在空气中,钙钛矿薄膜逐渐转变为PbI2,同时伴随着N的完全去除和I的大量减少。还观察到PbI2结晶使膜粗糙化并导致Au衬底的部分暴露。
2015-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Surface geometry determined temperature-dependent band structure evolutions in organic halide perovskite single crystals
通过角分辨光电子能谱学(ARPES)研究发现,在不同温度下,CH 3 NH3 PbI 3的顶价带(VB)色散没有变化,而CH 3 NH3 PbBr 3的顶价带色散发生了相变,甚至出现了具有Rashba效应的顶VB分裂.结合低能电子衍射(LEED)、亚稳原子电子能谱(MAES)和密度泛函理论(DFT)计算,我们证实了在这两种钙钛矿单晶中观察到的不同的能带结构演化起源于解理的顶表面层,其中CH_3NH_3PbI_3和Pb ~-中CH_3NH_3 ~+-I的不同表面几何构型Br在CH_3NH_3PbBr_3中的存在导致了能带色散的变化和Rashba型分裂的出现。这些发现表明,应该仔细考虑有机卤化物钙钛矿中的顶表面层,以创建用于开发钙钛矿器件的功能界面。
2020-06-15 cond-mat.mtrl-sci
Mapping Morphological and Structural Properties of Lead Halide Perovskites by Scanning Nanofocus XRD
在同步加速器上进行的扫描纳米聚焦X射线衍射(nXRD)首次用于同时探测用于光伏器件的旋涂CH 3 NH3 PbI 3(PbI 3)钙钛矿膜的形态和结构特性。在Si/SiO2/PEDOT:PSS衬底上旋涂钙钛矿薄膜,通过nXRD、扫描电镜(SEM)和掠入射广角X射线散射(GI-WAXS)等手段对薄膜的结构进行了研究。讨论了nXRD相对于SEM和GI-WAXS的优点。一种可视化的方法,选择性地隔离,和结构特征的复杂,多晶膜内埋的单一钙钛矿晶粒开发。nXRD测量结果与太阳能电池器件测量相关,并且表明在高温下旋涂钙钛矿前体溶液可以改善表面覆盖率并增强太阳能电池性能。
2016-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale characterization of atomic positions in orthorhombic perovskite thin films
本研究利用多种显微表征与第一性原理计算,对DyScO$_3$基底上生长的50 nm LaVO$_3$薄膜进行纳米尺度结构分析,确定了其晶格参数、取向及稀土元素反极性位移,并解析了所有元素的原子位置。
2025-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Crystal orientation and grain size: do they determine optoelectronic properties of MAPbI3 perovskite?
人们认为,生长大的、定向的钙钛矿晶粒可以产生更有效的器件。我们研究MAPbI3薄膜通过闪光红外退火(FIRA)制成的高度取向,大晶粒组成。在SEM中观察到的畴经常与晶粒相混淆,但SEM图像不提供衍射信息。我们测量的晶粒尺寸,晶体结构和晶粒取向,使用电子背散射衍射(EBSD),我们研究这些如何影响其特征在于局部光致发光(PL)和时间分辨微波电导率测量(TRMC)的光电性能。我们发现球晶生长产生大的(几十微米),沿(112)和(400)平面的高度取向的晶粒,与随机取向的,较小的(400 nm)的晶粒通过常规的反溶剂(AS)滴制的薄膜中观察到的相反。我们观察到的FIRA集群的不同区域的光致发光发射的局部增强和移位,但这些可以解释与光耦合和自吸收的组合。我们没有观察到晶体取向对光电性能的影响。此外,尽管我们的FIRA样品和传统的AS样品之间的晶粒尺寸有很大的差异,我们发现类似的光致发光和载流子迁移率和寿命的两种薄膜。这些发现表明,光电质量不一定与钙钛矿膜中晶畴的取向和尺寸有关,这表明钙钛矿的制造要求可能更宽松。
2019-07-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Prediction of a new potential high-pressure structure of FeSiO$_3$
我们预测一个新的候选高温高压结构的FeSiO $_3$与空间群对称性Cmmm通过应用DFT+U内的进化算法,我们称之为后钙钛矿II(PPv-II)。详尽检索未发现其他具有ABO $_3$成分的竞争性候选结构。我们比较了FeSiO $_3$ PPv-II的X射线衍射(XRD)图谱与最近报道的(Fe,Mg)SiO $_3$的H-相的实验结果。PPV-II FeSiO $_3$的两个主要X射线衍射峰的强度和位置与H相的强度和位置相当。计算了Pv-II相的静态状态方程、焓变和体积模量,并与FeSiO $_3$的钙钛矿(Pv)相和后钙钛矿(Pv)相进行了比较。根据静态DFT+U计算的FeSiO $_3$的PPV-II相是不稳定的,比Pv和PPV相在低地幔压力条件下在0 K,并具有较高的体积。PPv-II可能是熵稳定的,并且可能是地球$'$的下地幔中的稳定相,与$α$ -PbO $_2$(铌铁矿结构)二氧化硅和钙钛矿共存,或者与镁氧硅石或铁方镁石共存,这取决于本体成分。
2014-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Lattice dynamics and the nature of structural transitions in organolead halide perovskites
有机铅卤化物钙钛矿是一类有机-无机杂化化合物,其优异的光电性能近年来受到广泛关注。在这里,我们使用非弹性X射线散射来研究低能晶格激发在单晶的甲基铵,碘化铅和溴钙钛矿。我们的研究结果证实了位移的性质,从ε-到-tetraxite相变,这是进一步显示,使用中子和X-射线衍射,接近三临界点。最后,我们检测到准静态的破介纳米畴坚持以及高温立方相,可能是稳定的局部缺陷。这些研究结果揭示了这些材料的关键结构特性,也承担了重要的影响,在整个扩展的温度范围内的光伏应用相关的载流子动力学。
2016-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Halide Composition on the Photochemical Stability of Perovskite Photovoltaic Materials
在使用集中阳光的加速应力下研究了具有一定范围的MAPb(I1-xBrx)3组合物(固溶体)的混合卤化物钙钛矿的封装膜的光化学稳定性。通过紫外-可见光谱和X射线衍射(XRD)分别记录了薄膜的光吸收和相应的结构变化。MAPbBr 3膜未表现出降解。在MAPbI 3和混合卤化物MAPb(I1-xBrx)3薄膜中,记录了钙钛矿材料的分解和无机PbI 2的结晶,以及相应的光吸收退化。溴的引入会使固溶体的结构受到应力,加速其降解。通过与户外阳光照射下的降解实验进行比较,证实了加速测试与太阳能电池标准操作条件的相关性。讨论了混合卤化物组合物稳定性降低的原因。
2016-03-29 cond-mat.mtrl-sci
Electronic and elastic properties of new nitrogen-containing perovskite-like superconductor ZnNNi3
采用全势线性缀加平面波(FP-LAPW)方法和交换关联势的广义梯度近似(GGA)方法研究了新合成的含氮类钙钛矿超导体ZnNNi3的结构、弹性和电子性质.优化的晶格参数,独立的弹性常数(C11,C12和C44),体积模量B,压缩比贝塔,和剪切模量G的评估。通过与ZnCNi3和MgCNi3的比较,得到了该反钙钛矿晶体的能带结构、总的和位置投影的l-分解态、费米面形状、索末菲系数和泡利顺磁磁化率
2008-11-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Structural view of hexagonal non-perovskite AMnO3
用单晶X射线衍射法对AMnO_3的晶体结构进行了修正,其中A = Y,Er,Yb和Lu。我们的研究结果表明,与以前的报道LuMnO 3和YbMnO 3的一些明显的差异。我们表明,铁电行为起源于A位的偶极矩,而不是像普遍认为的那样起源于Mn位。
2001-06-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Origin of the Non-Linear Pressure Effects in Perovskite Manganites: Buckling of Mn-O-Mn Bonds and Jahn-Teller Distortion of the MnO6 Octahedra Induced by Pressure
测量了La_(0.85)MnO_(3-d)的高压电阻率和X射线衍射。在低压下,金属-绝缘体转变温度(TMI)随压力线性增加,直到临界压力P* ~ 3.4GPa,随后TMI随压力增加而降低。键距和键角的分析表明,当压力低于P* 时,带宽的增加会导致TMI的增加。发现在较高压力下TMI的减少是由于MnO 6八面体的Jahn-Teller畸变。讨论了非谐原子间相互作用势的作用。
2008-03-21 cond-mat.mtrl-sci
Investigation of Crystal Structure of SrLa(FeTi)O6 and BaLa(FeTi)O6 Perovskites by Rietveld Refinement
最近报道的有序钙钛矿SrLa(FeTi)O 6和BaLa(FeTi)O 6的结构已重新使用Rietveld分析的粉末X射线衍射数据。我们的研究清楚地表明,早期的作者错误地报道了SrLa(FeTi)O 6的I4/m空间群中的四方结构和BaLa(FeTi)O 6的Fm 3 m空间群中的立方结构。SrLa(FeTi)O 6的Pnma空间群为正交晶系,BaLa(FeTi)O 6的Pm 3 m空间群为立方晶系。BaLa(FeTi)O_6不是有序的双钙钛矿结构,因为A位的Ba/La离子和B位的Fe/Ti离子的占位是无序的,导致了原始的立方晶胞,空间群为Pm_(3 m)。同样,SrLa(FeTi)O 6中Sr/La离子在A位的占位和Fe/Ti离子在B位的占位也是无序的,排除了有序的钙钛矿结构。
2015-03-30 cond-mat.mtrl-sci
Optical and Electronic Properties of Double Perovskite Ba2ScSbO6
采用固相反应法合成了Ba_2ScSbO_6(BSS)多晶。化合物的结构表征通过X射线衍射(XRD)进行,随后通过XRD图案的Riedpyruvate分析进行。晶体结构为立方晶系,空间群为Fm-3 m(No.225.利用紫外-可见光谱计算了该体系的光学带隙为4.2eV。电子性质的详细研究也已经进行了使用全电位线性增强平面波(FPLAPW),在WIEN 2k中实现。BSS是一种大带隙绝缘体,具有潜在的技术应用前景,如微波应用中的介质谐振器和滤波器
2015-06-30 cond-mat.mtrl-sci
Relationship between A-site Cation and Magnetic Structure in 3d-5d-4f Double Perovskite Iridates Ln2NiIrO6 (Ln=La, Pr, Nd)
我们报告了一个全面的调查Ln 2NiIrO 6(Ln = La,Pr,Nd)使用热力学和输运性质,中子粉末衍射,共振非弹性X射线散射,和密度泛函理论(DFT)计算调查的作用,A-网站的阳离子的磁相互作用在这个家庭的混合3d-5d-4f组合物。使用中子衍射的磁结构测定揭示了反铁磁性的La 2NiIrO 6,共线亚铁磁Ni/Ir状态,被驱动到长程反铁磁性的Nd排序后,在Nd 2NiIrO 6的发病,和非共线亚铁磁Ni/Ir亚晶格互穿的铁磁性Pr晶格Pr 2NiIrO 6。对于Pr 2NiIrO 6热容量的结果揭示了存在两个独立的磁性亚晶格和运输电阻率表示绝缘行为和热介导的传导途径。第一性原理DFT计算阐明了Pr 2NiIrO 6中两个独立的磁性亚晶格的存在,并提供了对La 2NiIrO 6和Nd 2NiIrO 6的行为的深入了解。共振非弹性X射线散射是一致的自旋-轨道耦合分裂的t2 g流形的八面体Ir 4+到杰夫= 1/2和杰夫= 3/2状态的所有成员考虑的系列。
2021-06-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Long-range and local crystal structures of the Sr1-xCaxRuO3 Perovskites
Sr 1-xCaxRuO 3钙钛矿的晶体结构进行了研究,使用远程和本地结构探针。高分辨率的同步辐射粉末X射线衍射表征表明,在环境温度下的材料是正交的高精度,我们支持以前的工作表明,Ca 2+取代Sr 2+主要改变倾斜的刚性角共享RuO 6八面体在其共享的氧顶点。SrRuO 3,CaRuO 3和一个中间组合物的X射线对分布函数分析表明,它们是局部单斜晶系,和没有长范围或局部相变观察到80和300 K之间的中间组合物的材料。高分辨率透射电子显微镜显示,在纳米尺度上的Sr/Ca分布是随机的。我们绘制的磁性特性,如铁磁Tc,居里-外斯θ,有效矩,和环境温度的磁化率与八面体倾斜和晶胞体积。
2019-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Constraint-free wavelength conversion supported by giant optical refraction in a 3D perovskite supercrystal
材料中的非线性响应随其折射率的增加而增加,如$n^4$。通常,$n \sim$ 1使得衍射、色散和色离散限制非线性散射。具有周期性3D极化结构的铁电晶体通过通用的切伦科夫和准相位匹配机制克服了这些限制中的一些。三维自结构也可以导致巨大的光学折射。在这里,我们进行二次谐波产生实验KTN:Li的条件下,巨大的宽带折射。增强的响应导致波长转换以体切伦科夫辐射的形式发生,而没有衍射和色走离,即使在存在强波矢失配和高度聚焦的光束的情况下。该过程在近红外光谱中具有超过100 nm的宽光谱接受度,高达$\pm 40^{\circ}$的超宽角度接受度,没有偏振选择性,并且可以被调谐以允许批量超连续谱产生。这些结果为实现单光子到单光子非线性光学的高效、适应性强的非线性光学器件铺平了道路。
2021-03-10 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Single Crystal High Entropy Perovskite Oxide Epitaxial Films
合成高熵钙钛矿氧化物的单晶外延薄膜的第一实例。采用脉冲激光沉积法在SrTiO 3和MgO衬底上外延生长了结构无序的ABO 3钙钛矿结构Ba(Zr0.2Sn0.2Ti0.2Hf0.2Nb0.2)O3。X射线衍射和扫描透射电子显微镜表明,薄膜是具有良好的结晶性和原子突变的界面下基板的单相。原子分辨电子能量损失谱图显示所有B-位点阳离子的均匀和随机分布。稳定具有这种水平的构型无序的钙钛矿的能力为从更广泛的组合阳离子托盘设计材料提供了新的可能性,同时为强相关量子材料的基础研究提供了新的途径,其中局部无序可以在确定宏观性质方面发挥关键作用。
2018-06-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Exploring librational pathways with on-the-fly machine-learning force fields: Methylammonium molecules in MAPbX$_3$ (X=I, Br, Cl) perovskites
低温(~100 K)MAPbX $_3$(X=I、Br、Cl)钙钛矿的两种看似相似的晶体结构,但具有不同的相对甲基铵(MA)排序,已出现作为该斜方晶相的代表。通过X射线衍射实验来区分它们是困难的,并且传统的基于第一性原理的分子动力学方法通常计算量太大而不可行。因此,为了确定稳定的结构,我们使用了最近引入的动态机器学习力场方法,该方法将计算时间从几年缩短到几天。分子表现出很大程度的非谐运动,这取决于温度:即嘎嘎作响,扭曲和翻滚。我们观察晶体的“librational途径”,而慢慢加热等温等压模拟。显着的差异,在热演化的结构参数,使我们能够通过与实验确定的晶体结构的比较,以确定系统的真实结构。
2021-10-01 cond-mat.mtrl-sci
Thermal Stability Study of Transition Metal Perovskite Sulfides
过渡金属钙钛矿硫族化合物是一类功能性丰富的材料,作为可再生能源应用的候选材料越来越受到关注。过氧化氢氧化物被认为是优良的n型热电材料。与氧化物相比,硫属化合物具有更好的热电性能,如更低的晶格热导率和更小的带隙,使它们成为高温热电材料的候选者。因此,有必要详细研究这些材料的热性能,特别是热稳定性,以评估其潜力。本文报道了五种化合物α-SrZrS $_3$,β-SrZrS $_3$,BaZrS $_3$,Ba $_2$ ZrS $_4$,Ba $_3$ Zr $_2$ S $_7$的合成及热稳定性研究。这些材料涵盖了几种结构类型,包括扭曲的钙钛矿,针状和Ruddlesden-Popper相。差示扫描量热仪和热重分析测量在高达1200°C的空气中进行。结构和化学表征,如X-射线衍射,拉曼光谱,和能量色散分析X-射线光谱进行所有的样品之前和之后的热处理,以了解氧化过程。我们的研究表明,钙钛矿硫族化合物在空气中具有优异的热稳定性,至少高达600°C。
2018-07-09 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of cubic perovskites SrMO_3 (M = Ti, V, Zr and Nb)
本文用全势线性缀加平面波(FLAPW)方法系统地研究了3d和4d过渡金属氧化物SrMO_3(M = Ti,V,Zr和Nb)的结构和电子性质的变化趋势。得到了优化的晶格参数、体模量、态密度、能带结构和电荷密度分布,并与已有的理论和实验数据进行了比较。O2 p-Md带之间的能隙随着体系的共价性从3d到4d基钙钛矿的降低而增加。Sr(Ti,Zr)O_3和Sr(V,Nb)O_3的电子构型与理想的“离子”构型有很大的差异,且这种差异随着d-p共价重叠的增加而增大。
2005-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Organic-inorganic Copper(II)-based Material: a Low-Toxic, Highly Stable Light Absorber beyond Organolead Perovskites
卤化铅钙钛矿太阳能电池由于其优异的功率转换效率而最近成为非常有前途的光伏技术;然而,铅的毒性和钙钛矿材料的稳定性差仍然是需要解决的两个主要挑战。在这里,我们首次报道了一个无铅的,高度稳定的C6 H4 NH 2CuBr 2 I化合物。C6 H4 NH 2CuBr 2 I薄膜表现出非常好的疏水性,接触角约为90 °,其X-射线衍射图谱在浸泡4小时后仍保持不变。UV-Vis吸收光谱表明,C6 H4 NH 2CuBr 2 I化合物在整个可见光谱范围内具有良好的光吸收。我们将这种铜基光吸收剂应用于可印刷介观太阳能电池中进行初步试验,并实现了0.5%的功率转换效率。我们的研究代表了一种替代途径,以开发低毒性和高稳定性的有机-无机杂化材料的光伏应用。
2017-03-09 cond-mat.mtrl-sci
B-site spin-state and anti-site disorder driven multiple-magnetic phases: Griffiths phase, re-entrant cluster glass and exchange bias in double perovskite Pr$_2$CoFeO$_6$
我们报告的综合实验结果确定磁自旋有序和磁化动力学的双钙钛矿Pr 2CoFeO 6采用(直流和交流)磁化,粉末中子衍射(NPD)和X射线磁性圆二色性(XMCD)技术。X射线衍射和中子衍射研究表明,Pr_2CoFeO_6为B位无序正交晶系,空间群为Pnma。此外,从头算能带结构计算表明该系统的绝缘反铁磁(Fe-Fe)基态。磁性测量表明,该体系具有一系列有趣的磁相,包括长程反铁磁(倾斜)自旋有序(TN ~269 K)、Griffiths相、再入团簇玻璃(RCG)(TG~ 34 K)和交换偏置。然而,NPD研究揭示了Fe自旋的长程G型(低于TN ~269 K)自旋有序的表现。利用交流磁化率技术研究了该体系的自旋动力学,证实了该体系在高温下具有长程有序性,在~34 K时发生了RCG转变。在长程有序温度TN ~269 K以上,通过非解析场的磁化强度变化和海森堡自旋弛豫证实了Griffiths相的存在。发现与B位(Co/Fe)有关的反位无序是所观察到的多磁相的主要驱动力。此外,通过X射线吸收光谱(XAS)研究探测的电子结构表明,两个B位离子(Co/Fe)的标称价态均为+3,这反过来触发了系统中的反位无序。磁性,XRD,NPD和XAS分析得到了低自旋态(LS)的Co 3+离子。Co 3+(LS)离子对磁性Fe 3+(HS)离子的随机非磁性稀释作用在显示体系磁性方面起着至关重要的作用。
2018-10-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic properties of the geometrically frustrated S=1/2 antiferromagnets, La2LiMoO6 and Ba2YMoO6, with the B-site ordered double perovskite structure: Evidence for a Collective Spin Singlet Ground State
在几何磁阻挫的背景下研究了两种B位有序双钙钛矿La_2LiMoO_6和Ba_2YMoO_6。收集了粉末中子衍射、热容、磁化率、μ子自旋弛豫(_SR)和89 Y NMR(包括MAS NMR)数据。La 2LiMoO 6在150 K以下强烈偏离简单的居里-外斯顺磁行为,在20 K以下出现零场冷却/场冷却(ZFC/FC)不可逆性,在ZFC数据中,在5 K附近出现弱的、宽的磁化率最大值。Curie-Weiss拟合显示约化的mu_eff=1.42μ B(仅自旋= 1.73 μ B)和Weiss温度θ_c,其强烈依赖于拟合的温度范围。粉末中子衍射、热容和~ 7 Li NMR表明,到2K没有长程磁有序的证据。另一方面,振荡发展低于20 K的muSR表明至少短距离的磁相关性。Ba_2YMoO_6的磁化率数据在150 K以下也严重偏离C-W定律,其mu_eff = 1.72μ_B,θ_c =-219(1)K。热容量,中子粉末衍射和muSR数据显示没有证据的长程序到2 K,但一个非常广泛的最大值出现在热容量。89 Y NMR顺磁Knight位移显示出显著的局部自旋磁化率行为低于约70 K,具有来自大致相等的样品体积的两个组分,一个指示单重态,另一个指示强烈波动的顺磁态。单重态的进一步证据来自弛豫速率1/T1的行为。讨论了这些结果,并与其他同构S = 1/2材料的结果以及基于S = 3/2和S = 1的…
2010-05-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phase coexistence and negative thermal expansion in the triple perovskite iridate Ba$_{3}$CoIr$_{2}$O$_{9}$
用高分辨同步辐射衍射研究了3 - 5 $d$基三钙钛矿铱酸盐Ba $_{3}$ CoIr $_{2}$ O $_{9}$的反常热膨胀.在107 K的磁结构转变以下,反铁磁有序的开始与六方结构的单斜畸变相关联。在磁有序状态的更深处,单斜相的一部分甚至进一步扭曲,这两种结构相共存到最低测量温度。我们观察到负热膨胀在这个阶段共存制度,这似乎是密切相关的温度驱动的这些单斜相的相对分数。在这个系统中观察到的显着的NTE可能是由磁交换伸缩驱动,并与一些系统具有显着的自旋轨道相互作用。
2020-10-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tuning the optical bandgap in hybrid layered perovskites through variation of alkyl chain length
近年来,层状混合钙钛矿由于其广泛的化学组成和由此产生的材料性能的可调谐性而引起了人们的极大兴趣。在这项研究中,我们研究了有机配体的链长对由烷基铵碘化铅(CnH 2n +1 NH3)2 PbI 4(n=4-18)组成的二维钙钛矿层堆叠的光学性质的影响。光致发光和吸收光谱揭示随着链长n的增加而蓝移,包括由于八面体倾斜的变化而在n=10和n=12配体之间的110 meV的跳跃。利用X射线衍射(XRD),我们确定了晶体结构,并发现八面体倾斜是这种蓝移的主要原因。然而,对于非常短的链长,额外的影响进一步降低过渡能。有效质量近似模型的计算结果表明,这些样品的预期减少的跃迁能量和测量的光致发光发射波长之间的良好协议。这突出了八面体倾斜如何在确定光学带隙中起主要作用,并表明迷你带形成在这种材料中只起次要作用。
2020-10-27 cond-mat.mtrl-sci