Дослідження безсвинцевих галідів у подвійних перовскітах на основі натрію Cs2NaBiX6 (X = Cl, Br, I): неемперічне (Ab Initio) дослідження

  • Шайлі Чоудхарі Фізичний факультет, Банастхалі Відьяпітх, Банастхалі, Раджастан, India https://orcid.org/0000-0003-4211-0921
  • Шаліні Томар Фізичний факультет, Банастхалі Відьяпітх, Банастхалі, Раджастан, India https://orcid.org/0000-0001-7385-3061
  • Депак Кумар Кафедра хімічних технологій, Банастхалі Відьяпітх, Банастхалі, Індія https://orcid.org/0000-0002-2958-8309
  • Судеш Кумар Фізичний факультет, Банастхалі Відьяпітх, Банастхалі, Раджастан, Індія https://orcid.org/0000-0002-7507-4712
  • Аджай Сінгх Верма Факультет природничих та прикладних наук, університет Глокал, Сахаранпур, Індія https://orcid.org/0000-0001-8223-7658
Ключові слова: подвійні перовскіти, ширина енергетичної щілини, діелектрична проникність, оптична провідність

Анотація

Незважаючи на значні переваги перовскітних оптоелектронних пристроїв на основі свинцю, їх нестабільний характер та токсичність все ще є перешкодою для практичного застосування. Подвійний перовскіт став кандидатом для застосування в оптоелектроніці та фотоелектричній техниці через його нетоксичний характер та стабільність у повітрі. Ми представили неемперічне (ab-initio) дослідження безсвинцевих галогенідних подвійних перовскітів Cs2NaBiX6(X=Cl, Br, I). Розрахунок проводиться за допомогою методу FP-LAPW в рамках DFT в межах потенціалу PBE з використанням коду WIEN2k. Були проаналізовані структурні, електронні та оптичні властивості Cs2NaBiI6, Cs2NaBiBr6 та Cs2NaBiCl6. Ми отримали ширину енергетичної щілини 2,0, 2,6 та 3,7 для Cs2NaBiI6, Cs2NaBiBr6 та Cs2NaBiCl6 відповідно. Протягом усього дослідження ми показали, що зміна структури подвійного перовскіту в межах Cs2NaBiX6 (X = Cl, Br, I), що призводить до зміни ширини енергетичної щілини, щільності станів та оптичних властивостей, таких як коефіцієнт згасання, спектри поглинання, оптична відбивна здатність, діелектричний коефіцієнт, показник заломлення свідчить про різноманітність цього матеріалу для оптоелектронних пристроїв та інших цілей.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

H. Tang, S. He, and C. Peng, Nanoscale Research Letters, 12, 410 (2017), https://doi.org/10.1186/s11671-017-2187-5

F. Giustino, and H.J. Snaith, ACS Energy Letters, 1, 1233 (2016), https://doi.org/10.1021/acsenergylett.6b00499

Y. Dang, C. Zhong, G. Zhang, D. Ju, L. Wang, S. Xia, H. Xia, and X. Tao, Chem. Mater. 28, 6968 (2016), https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.6b02653

C. Lee, J. Hong, A. Stroppa, M.H. Whangbo, and J.H. Shim, RSC Adv. 5, 78701 (2015), https://doi.org/10.1039/C5RA12536G

T. Zhao, W. Shi, J. Xi, D. Wang, and Z. Shuai, Sci. Rep. 7, 19968 (2016), https://doi.org/10.1038/srep19968

H.S. Jung, and N.G. Park, Small, 11, 10 (2015), https://doi.org/10.1002/smll.201402767

A.H. Slavney, R.W. Smaha, I.C. Smith, A. Jaffe, D. Umeyama, and H.I. Karunadasa, Inorg. Chem. 56, 46 (2017), https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.6b01336

F. Giustino, and H.J. Snaith, ACS Energy Lett. 1, 1233 (2016), https://doi.org/10.1021/acsenergylett.6b00499

J. Cheng, and Z.Q. Yang, Physica Status Solidi B, 243, 1151 (2006), https://doi.org/10.1002/pssb.200541381

H. Wu, Phys. Rev. B, 64, 125126 (2001), https://doi.org/10.1103/PhysRevB.64.125126

Y. Shimakawa, M. Azuma, and N. Ichikawa, Materials, 4, 153 (2011), https://doi.org/10.3390/ma4010153

P. Blaha, G.K.H. Madsen, D. Kvasnicka, and J. Luitz, WIEN2K, an augmented plane wave plus local orbitals program for calculating crystal properties (Vienna, Austria) 2008.

P. Hohenberg, and W. Kohn, Phys. Rev. 136, B864 (1964), https://doi.org/10.1103/PhysRev.136.B864

W. Kohn, and L.J. Sham, Phys. Rev. 140, A1133 (1965), https://doi.org/10.1103/PhysRev.140.A1133

J.P. Perdew, A. Ruzsinszky, G.I. Csonka, O.A. Vydrov, G.E. Scuseria, L.A. Constantin, X. Zhou, and K. Burke, Phys. Rev. Lett. 100, 136406 (2008), https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.100.136406

J.P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77, 3865 (1996), https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.77.3865

H.J. Monkhorst, and J.D. Pack, Phys. Rev. B, 13, 5188 (1976), https://doi.org/10.1103/PhysRevB.13.5188

F. Birch, Physical Review, 71, 809 (1947), https://doi.org/10.1103/PhysRev.71.809

F.D. Murnaghan, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 30, 244 (1994), https://dx.doi.org/10.1073%2Fpnas.30.9.244

E.E. Eyi, and S. Cabuk, Philosophical Magazine, 90, 2965 (2010), https://doi.org/10.1080/14786431003752159

K.E. Babu, N. Murali, K.V. Babu, P.T. Shibeshi, and V. Veeraiah, Acta Physica Polonica A, 125, 1179 (2014), http://dx.doi.org/10.12693/APhysPolA.125.1179

M.L. Ali, and M.Z. Rahaman, Int. J. Mater. Sci. Appl. 5, (2016) 202-206, https://doi.org/10.11648/j.ijmsa.20160505.14

S. Choudhary, A. Shukla J. Chaudhary, and A.S. Verma, Int. J. Energy Res. 44, 11614 (2020), https://doi.org/10.1002/er.5786

R. Gautam, P. Singh, S. Sharma, S. Kumari, and A.S. Verma, Superlattice Microst. 85, 859 (2015), https://doi.org/10.1016/j.spmi.2015.07.014

Цитування

Enhanced Thermoelectric and Optical Properties via In Substitution in Cs2XInBr6 (X═Na, In) Double Perovskites for Low‐Cost Energy Applications
Usama Bin Aslam Muhammad, Hassan Najam Ul, Ahmed Fahim, Yousaf Farhan, Ali Mushtaq & Altaf Yasir (2025) ChemistrySelect
Crossref

First-Principles Study of the Excitonic and Polaronic Effect of Hydride-Based Anti-perovskite Cu3​HX (X = S, Se, Te)
Raza Hafiz Hamid, Naeem Maha, Ali Hafiz Irfan, Al-Enizi Abdullah M., Parveen Amna & Gilani Sadaf Jamal (2025) Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials
Crossref

A facile fabrication of lead-free Cs2NaBiI6 double perovskite films for memory device application
Zheng Yadan, Luo Feifei, Ruan Liuxia, Tong Junwei, Yan Linwei, Sun Caixiang & Zhang Xianmin (2022) Journal of Alloys and Compounds
Crossref

Study of elastic, structural, thermoelectric and optoelectronics characteristics of Na2YCuX6(X = Br, Cl) halide double perovskites
Nasarullah , Choudary Muhammad Zakyas, Aldaghfag Shatha A, Misbah , Yaseen Muhammad, Nazar Mubashar & Neffati R (2022) Physica Scripta
Crossref

Ab initio study of structural, elastic, electronic, optical and thermoelectric properties of cubic Ge-based fluoroperovskites AGeF3 (A = K, Rb and Fr)
Bouhmaidi Soukaina, Pingak Redi Kristian, Azouaoui Abdelouahid, Harbi Amine, Moutaabbid M. & Setti Larbi (2023) Solid State Communications
Crossref

Evaluation of Physical Properties of A2ScCuCl6 (A = K, Rb, and Cs) Double Perovskites via DFT Framework
Ayyaz Ahmad, Murtaza G., Usman Ahmad, Sfina N., Alshomrany Ali S., Younus Sidra, Saleem Saba & Urwa-tul-Aysha (2024) Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials
Crossref

Lead-free Perovskites TlGeClxBr3-x (x=0,1,2,3) as Promising Materials for Solar Cell Application: a DFT Study
Pingak R K, Johannes A Z, Hauwali N U J & Deta U A (2023) Journal of Physics: Conference Series
Crossref

Unlocking Stability and Efficiency in Double Inorganic Halide Perovskite Cs2KMoX6 (X = Cl, I) Materials Through First Principles Study
Akhtar Masoofa, Nazar Mubashar, Sajid Muhammad, Nasarullah , Al-Hazmi Gamil A. A. M., Abualnaja Khamael M., Faizan Muhammad, Qayyum Basit & Alawaideh Yazen M. (2025) Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials
Crossref

Predictive analysis of the physical characteristics of mechanically stable Cs2Rb B′ I6 (B′ = Al, Ge, Tl) for photovoltaics and optoelectronic applications: a DFT study
Qaid Saif M. H., Mursaleen Inamul, Ain Quratul, Murtaza Hudabia, Aldwayyan Abdullah S., Ghaithan Hamid M., Ali Ahmed Abdullah Ahmed & Munir Junaid (2024) Journal of Materials Research
Crossref

A2LiGaI6 (A = Cs, Rb): New lead-free and direct bandgap halide double perovskites for IR application
Haq Anwar ul, Ahmad Tasawer Shahzad, Ahmad Afaq, Almutairi Badriah S., Amin Muhammad, Khan M.I., Ehsan Nimra & Sharma Ramesh (2023) Heliyon
Crossref

Опубліковано
2021-09-28
Цитовано
Як цитувати
Чоудхарі, Ш., Томар, Ш., Кумар, Д., Кумар, С., & Верма, А. С. (2021). Дослідження безсвинцевих галідів у подвійних перовскітах на основі натрію Cs2NaBiX6 (X = Cl, Br, I): неемперічне (Ab Initio) дослідження. Східно-європейський фізичний журнал, (3), 74-80. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2021-3-11