面向增强型CsSn$_x$Ge$_{1-x}$I$_3 钙钛矿 LED 的设计指南：基于 DFT-Informed FDTD 研究

CsSn$_x$Ge$_{1-x}$I$_3 作为无铅钙钛矿材料，因其可调带隙和稳定性而被视为下一代非放射性发射钙钛矿 LED 的有前景材料。然而，它们 suffer from 普通光提取效率低，且针对这些材料的 composition-specific（构成相关）光学数据仍稀缺。本研究提出一种 DFT-FDTD 框架，通过构成调谐和等离子体增强来优化光提取。首先，对$x = 0, 0.25, 0.5, 0.75, 1$的不同构成进行 DFT 计算，获取构成相关的复指数和消光系数。结果显示，随着 Ge 含量增加，带隙从 CsSnI$_3$的 1.331 eV 增至 CsGeI$_3$的 1.927 eV，而折射率在构成之间范围为 2.2 到 2.6。随后将这些光学常数作为输入，用于仿真具有优化 Au/SiO$_2$核壳纳米棒的 PeLED 结构，以实现等离子体增强。对 CsSn$_{0.25}$Ge$_{0.75}$I$_3$实现了 12.1 倍 Purcell 增强；而 CsSn$_{0.5}$Ge$_{0.5}$I$_3$的光提取效率达到 25$_3$实现了 36$_{0.5}$Ge$_{0.5}$I$_3$在光提取效率（25$\times$）、光谱重叠（93$_{0.25}$Ge$_{0.75}$I$_3$ 则适用于优先考虑自发辐射速率的应用。