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第一性原理研究HC(NH2)2PbI3钙钛矿(三方相VS六方相)的结构及光电特性
引用本文:赵兹罡,鲁效庆,李可,魏淑贤,刘学锋,牛恺,郭文跃.第一性原理研究HC(NH2)2PbI3钙钛矿(三方相VS六方相)的结构及光电特性[J].化学学报,2016,74(12):1003-1008.
作者姓名:赵兹罡  鲁效庆  李可  魏淑贤  刘学锋  牛恺  郭文跃
作者单位:中国石油大学(华东) 理学院 山东青岛 266580
基金项目:项目受国家自然科学基金(21303266),中央高校基本科研业务费专项资金(15CX05050A,15CX08010A和14CX02214A)和研究生创新工程项目(YCXJ2016084)资助.
摘    要:采用第一性原理,研究三方及六方相FAPbI3(FA=HC(NH22+)钙钛矿的结构及光电特性.结果表明,FAPbI3钙钛矿由三方到六方的形变能够扭转PbI3骨架,改变Pb-I键合特性,进而改变其禁带宽度值.两种晶体均属于直接带隙半导体,三方相FAPbI3的直接带隙点位于布里渊区Z(0,0,0.5)对称点,具有较为理想的约1.50 eV的禁带宽度;六方相FAPbI3的直接带隙点位于Γ(0,0,0)对称点,具有约2.50 eV的禁带宽度.FA离子不直接参与电子跃迁过程,仅仅充当电荷供体为PbI3骨架提供超过0.7 e的电荷.相比于六方相晶体,三方相FAPbI3具有更小的载流子有效质量,吸收光谱发生了显著的红移,并且其吸收特性优于六方相FAPbI3和四方相MAPbI3(MA=CH3NH3+)钙钛矿.六方相FAPbI3比三方相晶系更稳定,FA和PbI3骨架之间的结合作用力强于MA和PbI3骨架之间的作用力.

关 键 词:HC(NH2)2PbI3钙钛矿  第一性原理  晶体形变  光电特性  结合能  

First-Principles Theory Investigation on Structural and Photoelectronic Properties of Perovskites:Trigonal versus Hexagonal HC(NH2)2PbI3
Zhao Zigang,Lu Xiaoqing,Li Ke,Wei Shuxian,Liu Xuefeng,Niu Kai,Guo Wenyue.First-Principles Theory Investigation on Structural and Photoelectronic Properties of Perovskites:Trigonal versus Hexagonal HC(NH2)2PbI3[J].Acta Chimica Sinica,2016,74(12):1003-1008.
Authors:Zhao Zigang  Lu Xiaoqing  Li Ke  Wei Shuxian  Liu Xuefeng  Niu Kai  Guo Wenyue
Institution:College of Science, China University of Petroleum, Qingdao 266580, China
Abstract:
Keywords:HC(NH2)2PbI3 perovskite  first-principles theory  crystal deformation  photoelectronic property  bonding energy  
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