金属卤化物钙钛矿已成为光电学中改变游戏规则的半导体材料。作为一种有效的微型/纳米制造技术,直接激光写作(DLW)已广泛用于佩洛维斯基特(Perovskites)制造模式,微/纳米结构和像素阵列,以促进其光电的应用。由于钙钛矿的独特离子特性和柔软的晶格,DLW可以引入丰富的光 - 单词相互作用,包括激光消融,结晶,离子迁移,相位分离,光反应和其他过渡,从而启用了植物性质的多样性功能。基于它们的图案结构,钙棍蛋白酶在显示器,光学信息加密,太阳能电池,发光二极管,激光器,光电探测器和平面透镜中都有许多应用,在本综述中对此进行了全面讨论。最后,我们讨论了这个迷人领域的未来发展必须解决的挑战。
并提出极有可能通过实验实现。19 最近,人们利用第一性原理 DFT 计算来计算某些稀土氮化物钙钛矿 ABN 3(A = La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu 和 B = Re、W)的磁矩和热力学稳定性,并提出了它们在氮化物材料领域的众多技术应用。16 在这方面,DFT 现在被认为是一种估算所研究材料的电子和光电特性的优雅方法。电子和光电特性主要由材料的带隙决定。虽然采用局部密度近似 (LDA) 和广义梯度近似 (GGA) 的 DFT 计算低估了 E g 值,33 – 36 但未经筛选的混合函数和 Perdew – Burke – Ernzerhof – Hartree – Fock 交换 (PBE0) 函数会高估化合物相对于其实验对应物的带隙能量。37 – 39 在这方面,使用混合交换关联 (XC) 函数,例如 Heyd – Scuseria – Ernzerhof (HSE)、Becke-3 参数-Lee-Yang-Parr (B3LYP) 和 B3PW91,通过单次 GW (G 0 W 0 ) 近似完成的 DFT 计算可以预测接近实验结果的化合物的 E g 值。 14,33,40 – 48 此类计算的主要缺陷在于它们对计算要求高并且需要高端服务器来运行它们。在这种情况下,机器学习(ML)现在被认为是一种有效的替代途径,可以避免与 DFT 计算相关的固有计算成本,并有助于在材料特性和目标变量(此处为 Eg)之间建立一个简单的模型。49 – 60 尽管最近已成功实施 ML 方法预测氧化物、卤化物钙钛矿和双钙钛矿化合物的带隙,61 – 66 但在预测氮化物钙钛矿的带隙方面尚未发现此类报道。考虑到上述问题,本文旨在从 ML 模型中预测 ABN 3 钙钛矿的带隙。已经进行了 DFT 研究以估计两种新型氮化物钙钛矿 CeBN 3(B = Mo,W)的电子能带结构、Eg 值和光电特性。本文的结构如下:第2节讨论了计算方法,包括ML方法和第一性原理DFT计算。第3.1节分享了ABN 3钙钛矿数据的清理和预处理。第3.2节讨论了ML模型的训练和验证。第3.3节致力于理解两种新发现的氮化物钙钛矿化合物CeBN 3 (B = Mo, W)的结构性质和稳定性。第3节。图4以CeBN 3 化合物的电子能带结构和带隙计算为框架,采用不同层次的DFT理论进行计算。相应的光电特性已在第3.5节中重点介绍。本研究的总体结论已在第4节中讨论。
抽象的分层混合植物(LPK)作为光伏细胞,LED和激光器的稳定性提高,有望作为光伏细胞,LED和激光的3D金属卤化物钙钛矿的替代品或添加剂。然而,这些材料中的高激子结合能意味着激子是许多设备运行条件下的大多数物种。尽管结合LPK的设备的效率一直在增加,但对于这些材料中的激子和自由电荷载体的相互作用仍然未知,这对于理解光电特性如何决定设备的效率是至关重要的信息。在这项工作中,我们采用光泵 / THZ探针光谱(OPTP)和可见的瞬态吸收光谱(TAS)来分析苯基甲基铵铅碘化物(PEA)2 PBI 4的光扣性特性和电荷载体动力学。通过结合这些技术,我们能够从激发子和自由电荷载体中解散贡献。我们观察到在约400 fs的时间尺度上快速冷却自由电荷载体和激子形成,然后在速率常数k 2〜10 9 cm 3 s-1的时间尺度上进行较慢的双分子重组。激子通过两个单分子过程重组,其寿命为t 1〜11 ps和t 2〜83 ps。此外,我们检测出激子的特征 - 瞬态吸收动力学痕迹中的声子耦合。这些发现提供了有关自由电荷接入器和激子之间相互作用的新见解,以及可能进一步了解LPK中的电荷运营商动力学的可能机制。
(2t)2(ma)2 Pb 3 I 10(2t n = 3),(3t)2 PBI 4(3T n = 1),(3t)2(ma)Pb 2 I 7(3t n = 2)
手性2D钙钛矿作为圆形极化的光致发光材料引起了极大的关注,但是这些材料通常在环境条件下表现出较弱的CPL。几项研究表明,使用强的外部磁场或低温可以增强CPL的程度。在这里,我们报告了一种通过使用极高的高压来调整手性2D钙钛矿的圆两极化的光致发光的方法。(S-和R-MBA)2 PBI 4钙钛矿表现出良好的光学可调性,其压力在PL波长,强度和带隙方面。极化分辨的光致发光测量表明,在环境压力下,CPL的程度从近乎零增加到8.5 GPA时高达10%。adxrd和拉曼结果表明,在施加压力时,结构失真和增加的层间耦合是造成增强性手性的。我们的发现提供了一种调整CPL材料并显示下一代CPL设备中潜在应用的新方法。
1 Laboratory of Physics of Experimental Techniques and Their Applications ( LPTEAM ) , University of Medea, Algeria 2 Laboratory for Developing New Materials and their Characterizations, University of Ferhat Abbas Setif 1, Faculty of Sciences, Department of Physics, Setif 19000, Algeria 3 Physics and Chemistry of Materials Lab, Department of Physics, University of M ' sila, 28000, M ' sila, Algeria 4 University of M ' Sila,技术学院,B.P。166 Ichbilia, 28000, M ' sila, Algeria 5 Faculté des sciences, Département de physique, Laboratoire de Physique des Particules et Physique Statistique, Ecole Normale Supérieure-Kouba, BP 92, Vieux-Kouba, 16050 Algeria 6 Department of Physics and Astronomy, College of Science, King Saud University, PO Box 2455, Riyadh 11451,沙特阿拉伯∗作者应向其解决任何信件。
自旋电子学应用基于半金属性。这是一种新兴现象,指化合物在一个自旋通道中表现出金属性质,而在相反的自旋通道中表现出绝缘或半导体性质。6 半金属 (HM) 化合物于 1980 年被发现,在过去十年中,人们在理论和实验上对自旋注入进行了广泛的研究。7 – 12 这是一种普遍存在的现象,已在多种其他材料中观察到,包括 Heusler 合金、过渡金属氧化物和稀磁半导体 13 – 19 HM 的自旋相关独特性质为构建新型设备提供了机会,例如磁传感器和非挥发性磁性随机存取存储器,它们在自旋极化和微电子的综合作用下运行。20,21
钙钛矿结构 [1] 及其几乎无限适应性的衍生物阵列,必须算作材料科学中最重要的结构之一,其基本的 ABX 3(A = 大阳离子;B = 较小的阳离子;X = 阴离子)结构原型有助于铁电、[2] 压电、[3] 超导、[4] 光化学 [5] 和许多其他重要的技术特性。近来,随着混合 [3,6–8] 或全无机卤化物钙钛矿 ABX [9,10] 结构制造技术的快速发展,人们对钙钛矿的兴趣进一步增加。其中 A 是有机或碱金属反离子,B 通常是铅或锡,X 是卤素,这使得具有光学和光伏特性的材料 [11,12] 可用于太阳能电池、[13,14] 离子导电材料、[15] 超级电容器 [16] 和其他储能设备 [17]。然而,块状卤化物钙钛矿具有反应性,容易发生表面水合 [18] 相变 [19,20] 和高缺陷密度 [21],从而降低了其性能和寿命。因此,人们开发出了降维卤化物钙钛矿,重点关注胶体、[22] 二维、[23] 量子点、[24] 以及薄膜中的分子级 [25] 制备。虽然在如此低的维度上形成钙钛矿可以增强一些理想的特性,但也会增加其降解的趋势,尽管表面钝化可以减少薄膜中的分解。[26] 尽管如此,维度在纳米尺度上仍然是设计和微调卤化物钙钛矿物理性质的关键,因为它在决定电子结构方面起着关键作用。[27]
电负性_A 赤道角 顶角 s轨道能量_B p轨道能量_B 原子序数_B 电负性_B s轨道能量_A 电离能_A 电离能_B p轨道能量_A 原子半径_B 原子半径_A 原子序数_A 氧化态_A 氧化态_B
erovskite太阳能电池(PSC)近年来取得了前所未有的进展,最高的认证效率达到了25%以上1。为了进一步提高PSC的效率和过度提高单一结构太阳能电池的详细平衡理论限制,通常通过与成熟光伏技术的宽带(WBG)Perovskites进行整合来应用串联太阳能电池,例如CrystallineIne,例如Crystallineine Silicon(C-SI),Copper(C-SI),Copper(copper),copper(in,ga)2(cigs per)2(cigs per)2 - 4或其他cig pers peh of pers pers peh of peacs 2 - 4或其他。在这些基于钙钛矿的串联光伏技术中,Perovskite – Silicon串联太阳能电池已成为一种易于商业化的,报告的有效性超过29%(参考文献8)。单片的两末端钙钛矿 - 锡的串联设备仍然主要基于前侧和后方胶片和后侧胶合晶体C-SI的基础,不幸的是,由于光反射9造成的光电损失很大。双面纹理的C-SI具有增加的光捕捞,可为钙钛矿 - 硅串联设备提供高效的上限10-12。第一个完全纹理的钙钛矿 - 丝状细胞具有前纹理的质地,其尺寸最高为6 µm,其中WBG钙晶硅质的质感硅上的硅酸盐是通过蒸发和溶液涂层的组合结合形成的。最近已证明在硅前表面上的质地较小或以下,具有可比的抗反省特性,可以使用更简单的基于单步分解的基于单步的叶片涂料或自旋涂料或旋转甲基ODS 11、11、12,从而实现了完全纹理的perovskite-silicon串联装置。然而,所报道的钙钛矿 - 硅串联太阳能电池的效率仅达到25-26%,低于双面纹理的硅结构的全部潜力。比在平坦硅11-14上产生的串联电池的低功率转换效率(PCE)主要由较小的开路电压(V OC)和填充因子更小。在技术上仍然很难使用溶液方法沉积钙钛矿层以覆盖纹理的硅,甚至