无铅All-Inorganic合金双钙钛矿的新见解

无机无铅合金双钙钛矿的发展彻底改变了材料科学和产业,根据《华尔街日报》的最新研究欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球欧洲杯足球竞彩材料科学欧洲杯线上买球。

研究:无铅合金双钙钛矿:一个新兴阶级的材料从多体的微扰理论欧洲杯足球竞彩。图片来源:Niethammer Zoltan / Shutterstock.com

有利的属性如优越的光学能带,高数量的电荷载体,和低制造成本的根本原因双钙钛矿的成功在更短的时间。然而,仍然有一些主要的担忧他们的利用率等发生的不稳定阶段和铅(Pb)毒性。

无铅双钙钛矿

可持续性的问题已经被替换部分解决了合成有机阳离子铯离子。然而,铅毒性仍然是一个缺点,解决这个问题没有危及有效性是至关重要的。

一个合适的方法成功地避免这种毒性是合成无铅无机双钙钛矿由于本质上是低水平的毒性比经典的物质。特别是,研究的重点一直在双钙钛矿Cs₂AgInCl₆由于其环境友好型操作和优秀的电,热,机械性能。最新发表的研究集中在carrier-lattice互动的变化和optoelectrical Cs的属性₂AgInCl₆双钙钛矿。

图1:(a) Cs2AgInCl6双钙钛矿晶体结构和(b) bandstructure Cs2AgInCl6使用(电子邮件保护)Ef是费米能级。

方法和属性

量化激子结合能(EB)和激子的寿命不同的合金双钙钛矿、多体的微扰理论((电子邮件保护))和密度泛函微扰理论(DFPT)是利用。

钙钛矿材料的初始解释物理现象是由使用polaronic效果,尤其是处理电子激发和电荷流动。欧洲杯足球竞彩研究者在最近的研究中成功应用的Frohlich模型精确计算极化子流动性。下一个逻辑步骤的准确计算对于电子的有效质量Wannier-Mott利用率的方法。这简化了约化质量的计算。

电子对介电函数的贡献(a)和(b)离子对原始Cs的介电函数的贡献₂AgInCl₆和不同的合金化合物。图片来源:Jain, M et al .,材料科学欧洲杯线上买球

结合能估计之后,计算静态电子介电常数(ε_∞)和静态离子介质(ε_静态)。这导致了最初的电荷载流子迁移率的计算通过使用肖克利和巴丁的形变势模型。的最终调查声子和电子之间的耦合是由Frohlich的极化子模型的实现。按照国际标准执行的每个步骤提供准确的分析研究报告。

研究发现

研究人员表示,他们的分析和结果按照不仅与理论概念也与先前的研究。电子有效质量的价值,孔的质量,和减少质量被发现是0.29,1.07,和0.23,分别。静态介电常数和离子介电常数的值是2.05和9.63。这些值是由以前的研究验证。离子的高价值的介电常数是证据的高离子贡献价值。

这些常量被研究人员进一步利用标准方程获得的值上限和下限限制为0.74 ev和0.03 ev。这些价值是短的信号激励的一生双钙钛矿导致较高的量子产率和相位转换的效率。

纯c₂AgInCl₆和其他合金产品有各向同性导电行为由于基本立方晶体结构。孔有效质量的价值约为3倍电子,指示一个优越的电子传导和运动能力(665.38厘米²V⁻¹年代⁻¹比空穴迁移率(30.68厘米)²V⁻¹年代⁻¹)。

德拜温度和充电运营商

对原始Cs₂AgInCl₆德拜温度(D)的有效频率是215 K。同样,几个合金系统的德拜温度远低于室温,暗示一个重要polaronic限制载流子迁移率的影响在环境温度。所有值的研究人员正在接近以前的研究报告的描述的准确性这困难的研究。

研究人员得出结论,电荷载子声子散射作用是有限的,这对高效光电钙钛矿的形成是至关重要的。在环境条件,研究人员利用Frohlich找到carrier-phonon散射过程。

此外,当合金,我们看到一个空穴和电子的机动性大幅增强。期刊的研究人员宣称,这些发现将有助于增加的理解这些双钙钛矿的光电特性和晶格动力学。

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(a)总能量之间的关系和应用应变沿传输方向(z轴)(b)乐队能源转变的VBM Cs和煤层气在单轴应变₂AgInCl₆。图片来源:Jain, M et al .,材料科学欧洲杯线上买球

总之,电荷激发处女Cs和电子原子交互的特性₂AgInCl₆和几个合金双钙钛矿进行了探讨广泛使用采用基于计算。激子能量的顶部和下界乐队使用Wannier-Mott方法计算。之后,研究人员发现,合金化合物有一个持久的激子比圣母Cs2AgInCl6持续时间,基于激子的寿命计算。

发表研究论文的深入分析完全验证各种一流的电气和光学特性的双钙钛矿通过使用多体的扰动。本研究肯定会援助不仅在制造业也在不断改善这些物质的性质。

引用

Jain, M。库马尔,M。Bhumla, P。&巴塔查里亚,美国(2021年10月23日)。无铅合金双钙钛矿:一个新兴阶级的材料从多体的微扰理论。欧洲杯足球竞彩欧洲杯足球竞彩材料科学。欧洲杯线上买球从arxiv:https://arxiv.org/abs/2110.12146

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