Дослідження безсвинцевих галідів у подвійних перовскітах на основі натрію Cs2NaBiX6 (X = Cl, Br, I): неемперічне (Ab Initio) дослідження
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
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
First-principles study of lead-free Cs2RbCoX6 (X = F, Cl, Br, I) halide perovskites for optoelectronic devices
Bennour L, Bouzgou K, Djaballah Y & Righi H (2026) Physica Scripta
Crossref
Unraveling the Physical Properties of Halide Double Perovskites K2InSb(I, F)6 through First-Principles Investigations
Gillani Junaid Akber Shah, Salem Karrar Hazim, Muninir Manar A., Khudair Zahraa Falah, Al-Zaqri Nabil, Ballal Suhas, Singh Abhayveer, Nasarullah , Nazar Mubashir, Muhammad Khair, Yousif Zainab Sadeq & Kudhair Shaymaa Adil (2025) Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials
Crossref
A first-principles investigation of K2AMoI6 (A = Rb, Na) halide double perovskites for sustainable energy applications
Nasarullah , Nazar Mubashir, Sajid Muhammad, Hamza Muhammad, Al-Hazmi Gamil A. A. M. & Alawaideh Yazen M. (2025) Journal of Sol-Gel Science and Technology
Crossref
New investigated lead free double perovskite materials Rb2LiBiX6 (X= Cl, F, Br, I) for optoelectronics and solar cell applications via first principle calculations
Allouche A., Bekhti Siad A., Siad M.B., Merabiha O., Baira M. & Khenata R. (2023) Solid State Communications
Crossref
Exploring lead free Rb2AlInX6 halide double perovskites for advanced energy harvesting applications
Naqvi Syed Muhammad Kazim Abbas, Abdalla Sahar, Akhtar Kiran, Ali Aleesha, Elamin Nuha Y., Abbas Faheem, Khan Abdul Munam & Khera Rasheed Ahmad (2025) RSC Advances
Crossref
Unveiling Pressure-Driven Transitions in Cs₂AgBiBr₆: Insights from DFT into a Lead-Free Solar Perovskite
Gupta Sagita , Maurya Devidutta , Srivastava Sunil Kumar , Pareek Umesh Kumar & Srivastava Abhay P. (2026) East European Journal of Physics
Crossref
Computational study of Cs2ScXBr6 (X=Ag, Tl) for renewable energy devices
Aldaghfag Shatha A., Arshad Misha, Nasarullah , Yaseen Muhammad & Somaily H.H. (2022) Physica B: Condensed Matter
Crossref
First-principles calculations to investigate lead-free double perovskites CsInSbAgX6 (X = Cl, Br and I) for optoelectronic and thermoelectric applications
Bouhmaidi Soukaina, Harbi Amine, Pingak Redi Kristian, Azouaoui Abdelouahid, Moutaabbid Mohammed & Setti Larbi (2023) Computational and Theoretical Chemistry
Crossref
Lead-free double perovskite Cs2Au2Br6 for high-efficiency solar cells: a DFT and SCAPS-1D study
El Badraoui A, Chargui T, Kria M, Elkhou A, Tahiri N & Ez-Zahraouy H (2026) Physica Scripta
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
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).


