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银-磷族卤化物双钙钛矿中的化学局域化共振激子

材料科学 2021-02-12 v1

摘要

具有交替银与磷族阳离子的卤化物双钙钛矿是一类新兴的光吸收材料,具有稳健的稳定性及可见光范围内的带隙。然而,这些体系中光学激发的本质尚不清楚,限制了其应用。本文中,我们在 GWGW 近似与 Bethe-Salpeter 方程方法下使用第一性原理多体微扰理论,计算了双钙钛矿系列 Cs2_2AgBX6_6(B=Bi3+^{3+}, Sb3+^{3+}, X = Br^-, Cl^-)的电子结构与光学激发。我们发现这些材料表现出强局域化共振激子,其能量位于直接带隙下方 170 至 434 meV 处。与铅基钙钛矿不同,计算表明 Cs2_2AgBX6_6 激子为非类氢的,具有各向异性有效质量且对局域场效应敏感,这是其化学异质性的结果。我们的计算证明了 Wannier-Mott 与 Elliott 模型对此类双钙钛矿的局限性,并有助于对其光-物质相互作用的详细原子尺度理解。

关键词

引用

@article{arxiv.2102.05699,
  title  = {Chemically-Localized Resonant Excitons in Silver-Pnictogen Halide Double Perovskites},
  author = {Raisa-Ioana Biega and Marina R. Filip and Linn Leppert and Jeffrey B. Neaton},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2102.05699},
  year   = {2021}
}