钡作为掺杂元素调控铅基钙钛矿材料的毒性和光电特性

• 作者: 付钰豪 张立军 李红东 王雪婷 那广仁
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 含铅卤化物钙钛矿 元素替换 光电特性 第一性原理计算
• 年，卷（期）: 2019,（15）
• 所属期刊栏目: 专题:钙钛矿光电器件与物理
• 页码范围: 118-126
• 页数: 9页
• 字数: 5075字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.68.20190596

摘要

近年来,有机-无机杂化卤化物钙钛矿材料(ABX3)由于具有优异的光电性质,受到了材料、能源等领域的广泛关注.但是,卤化物钙钛矿存在两个明显阻碍其商业化应用的问题:热稳定性差和含有有毒的铅(Pb)元素.相比于有机-无机杂化卤化物钙钛矿,全无机卤化物钙钛矿通常拥有更好的热稳定性.同时,采用一些无毒的元素部分替代B位的Pb,可以在保持优异光电特性的同时减小材料的毒性.本文结合无序合金结构搜索方法和第一性原理计算,系统研究了Ba掺杂CsPbX3(X=Cl,Br,I)钙钛矿体系的热稳定性和光电特性.计算结果显示,只有在高Ba浓度时,可以在室温下形成无序固溶体.由于Ba和Pb的离子半径和电负性等物理化学性质存在显著差异,随着Ba掺杂浓度的增加,带隙和载流子有效质量都呈现上升趋势,且带隙具有很宽的调节范围.因此,我们预测高Ba掺杂浓度的CsPbX3(X=Cl,Br,I)钙钛矿体系在短波段(如紫外或近紫外光)发光二极管或辐射探测器等领域具有潜在的应用价值.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张立军	吉林大学超硬材料国家重点实验室和物理学院	9	28	3.0	5.0
5	王雪婷	吉林大学超硬材料国家重点实验室和物理学院	12	73	6.0	8.0
6	李红东	吉林大学超硬材料国家重点实验室和物理学院	10	36	3.0	6.0
7	付钰豪	吉林大学汽车材料教育部重点实验室和材料科学与工程学院	1	0	0.0	0.0
8	那广仁	吉林大学汽车材料教育部重点实验室和材料科学与工程学院	1	0	0.0	0.0