ACS Energy Lett.:理论设定修订type-II型排列的单层卤化物双钙钛矿横向的异质结

时间:2020-08-30 00:05 点击:62

成果简介

原题目:ACS Energy Lett.:基础理论设计方案type-II型两端对齐的单面卤化物双钙钛矿横向异质结

图6:(Cs4 CuBiI8 )3 /(Cs4 AgInI8 )3 横向异质结的结构力学特性

文图前言

cailiaorenvip

前不久,中山大学袁声军专家教授研究组、丹麦列日大学唐刚博后等首先从理论上科学研究了搭建性能出色的单面卤化物双钙钛矿横向异质结的概率,并系统化科学研究了他们的光学和结构力学性能。本工作中根据现阶段试验早已生成的单面双钙钛矿管理体系A4 B(I)B(III)X8 ,根据有效地简单化结构模型,另外依据最表层电子构型选择了具备象征性的Cu-VA和Ag-IIIA的组成开展了深层次系统软件的科学研究。测算结果显示:根据Cu-VA和Ag-IIIA搭建的横向异质结具备type-II型可带两端对齐的特性。进一步,以(Cs4 CuBiI8 )3 /(Cs4 AgInI8 )3 横向异质结为例子科学研究了外延性应变力和成分管控对其电子结构和电子光学特性的危害。当释放拉伸应变或是扩大Cs4 CuBiI8 成分长短时,空化的合理品质能够减少一个量级,带边禁阻越迁的状况也会产生变化。非常地,拉伸应变和异质结的成分转变能够管控带边越迁状况和带边载流子的使用寿命,给试验上具备带边禁阻越迁的卤化物双钙钛矿出示了一个新的调节方位。在文中回到改动全过程中,Letian Dou等初次试验报导生成了二维单钙钛矿横向异质结(Nature, 10.1038/s41586-020-2219-7),而且她们发觉根据无机物成分和页面处的晶格常数应变力能够管控异质结的性能,这一定水平认证了本工作中明确提出的基础理论设计方案在试验上是有可能完成的。该科学研究結果明确提出了搭建type-II型可带两端对齐的单面双钙钛矿横向异质结的计划方案,并得出了管控他们电子结构和电子光学性能的方式,为未来试验上完成高性能的横向异质结元器件出示了更有意义的理论创新。该成效以“Type-II Lateral Heterostructures of Monolayer Halide Double Perovskites for Optoelectronic Applications” (DOI: 10.1021/acsenergylett.0c01046)问题发布在知名刊物ACS Energy Letters,另外被编写选为封面图毕业论文,中山大学钟红霞博士研究生为该毕业论文的第一作者。

图16:根据外延性应变力管控(Cs4 CuBiI8 )3 /(Cs4 AgInI8 )3 横向异质结的电力学特性(可带构造、合理品质)和带边越迁偶极矩

文章内容连接:

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.0c01046

图3:(Cs4 CuBiI8 )3 /(Cs4 AgInI8 )3 横向异质结的均值面电子密度遍布和可带两端对齐

图2:(Cs4 CuBiI8 )3 /(Cs4 AgInI8 )3 横向异质结的分子结构和电力学特性

序言

三d铅基卤化物钙钛矿(ABX3 )因其出色的光学性能造成了专家的普遍关心,实际运用包含太阳能电池板、探测仪、发亮等半导体材料。殊不知铅的毒副作用一定水平上阻拦了他们的商业化的运用。最近几年发展趋势起來的三d卤化物双钙钛矿(A2 B(I)B(III)X6 )运用 1和 3价的无毒性正离子组成取代 2价的有害铅正离子,具备不错的可靠性另外在探测仪等行业主要表现出出色的光学性能。但现阶段报导的绝大多数双钙钛矿具备间接性光纤宽带隙和很大的载流子合理品质,较少具备立即带隙的管理体系又主要表现出禁阻越迁的特点,巨大水平限定了他们在太阳能电池板等行业的运用。因而为了更好地得到 性能出色的双钙钛矿管理体系,一部分试验学者们刚开始把眼光转为片层卤化物双钙钛矿,比如:(BA)4 AgBiBr8 (BA =CH3 (CH2 )3 NH3 ),PA4 AgInCl8 (PA = propylammonium),(CAA)4 CuBiI8 (CAA = cyclohexylamine)。现阶段试验报导的一部分单面双钙钛矿管理体系具备立即带隙,且主要表现出有发展潜力的光学特性。遭受近些年二维材料行业过渡元素硫族氮化合物异质结发展趋势的启迪,这种单面卤化物双钙钛矿的生成制取为试验上生长发育晶格常数配对的竖直和横向异质结元器件出示了概率,另外根据搭建异质结元器件也为处理当今卤化物双钙钛矿行业遭遇的挑戰出示了新的构思。因而,科学研究和讨论单面卤化物双钙钛矿异质结的光学性能就越来越十分关键而急迫。

第一作者:中山大学钟红霞

通讯作者:丹麦列日大学唐刚和中山大学袁声军

图1:单面卤化物双钙钛矿正离子挑选对策及其Cs4 CuBiI8 和Cs4 AgInI8 的分子结构、电子结构和带边越迁偶极矩

图5:根据成分管控(Cs4 CuBiI8 )m /(Cs4 AgInI8 )n (m n = 6)横向异质结的电力学特性(可带构造、合理品质)和带边越迁偶极矩


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tag:异质结,钙钛矿,卤化物,性能,横向,跃迁,单层,调控,电子结

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