加速发现成本有效的光吸收材料用于近红外 (λ = 1600 nm) 光探测器应用
Wayne Zhao1,2,3, Ruo Xi Yang2, Aaron D Kaplan2
1Department of Materials Science and Engineering, University of California, Berkeley, California 94720, United States.
研究人员开发了一种高通量选方法,以找到新的红外 (IR) 探测器材料. 他们将ZnSnAs2和BaAgP确定为有前途的候选物,而Ca3BiP也显示出用于红外传感应用的潜力.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
- 计算化学计算化学
背景情况:
- 目前的红外传感技术依赖于昂贵的材料.
- 需要为红外光检测提供具有成本效益和效率的替代方案.
研究的目的:
- 开发和应用一种高通量选方法,用于识别新型红外探测器材料.
- 发现具有适合红外传感带间隙的新候选材料.
主要方法:
- 在密度函数理论 (DFT) 中使用高精度r2SCAN和HSE计算.
- 采用高通量选方法来分析众多的候选材料.
- 专注于反向矿,银平化物,性平化物家族和 ZnSnAs.
主要成果:
- 确定了十种合成材料作为IR光检测的最佳候选材料.
- ZnSnAs2显示了0.74 eV的经验证带间隙和成本有效的合成.
- BaAgP显示了0.64 eV的计算带间隙,而Ca3BiP (未合成) 显示了0.56 eV的带间隙.
结论:
- 开发的基于DFT的高通量方法有效地识别出有前途的红外探测器材料.
- 由于其特性和合成方法,ZnSnAs2是红外传感的主要候选者.
- 该方法适用于选更广泛的材料,包括窄带间隙半导体.
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