稳定性分析和Mg₃ZBr₃ (Z = As,Sb,Bi) 的光电子特性 矿用于评估PIN光二极管中的性能

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 固态物理 固态物理
• 计算化学的计算化学

背景情况:

• 基矿面临毒性和稳定性挑战,需要开发更安全,更持久的替代品.
• 探索新型化物矿对于推进光电子设备技术至关重要.

研究的目的:

• 为了研究无Mg3ZBr3 (Z = As,Sb,Bi) 化物矿作为潜在的光电子材料.
• 评估Mg3AsBr3和Mg3SbBr3.3的结构,动态,电子和光学特性.

主要方法:

• 使用混合函数来预测晶体结构和电子带间隙的第一原则计算.
• 对声子分散的动态稳定性和模式不和性的分析.
• 弹性分析以确定波恩稳定性和散装模块.
• 漂移-扩散 p-i-n 模拟以模拟设备性能.

主要成果:

• 预计Mg3AsBr3和Mg3SbBr3将在立方Pm-3m阶段结晶.
• 计算的间接频段间隙为2.0645 eV (Mg3AsBr3),1.6533 eV (Mg3SbBr3) 和1.5226 eV (Mg3BiBr3).这些间接频段间隙均为2.06545 eV (Mg3AsBr3),1.6533 eV (Mg3SbBr3) 和1.5226 eV (Mg3BiBr3) 的间接频段间隙.
• Mg3AsBr3和Mg3SbBr3表现出动态稳定性,光学吸收和介电反应在pnictogen系列中增加.
• 格子扩张,增强的p-轨道杂交和孤独对效应缩小了带间隙,增加了介电响应.
• 弹性分析证实了从Mg3AsBr3到Mg3BiBr3.3从Mg3AsBr3到Mg3BiBr3.3的散装模块下降的出生稳定性.

结论:

• Mg3AsBr3和Mg3SbBr3是动态和弹性稳定的无化物矿石.
• 它们的可调节的电子和光学特性使它们成为光电子应用的有希望的候选者.
• 这些材料为薄膜光二极管和光伏设备提供了基矿的可行替代品.