介电行为作为电子材料理性搜索中的筛选条件：金属磷属硫化盐
材料科学
2019-04-30 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
介电屏蔽在许多半导体（如卤化物钙钛矿太阳能材料）中，对减弱点缺陷引起的载流子散射与俘获强度起着重要作用。然而，它很少被用作寻找新电子半导体的筛选条件。我们开展了一项以介电性质作为筛选条件来识别金属-磷属三元硫化盐（含 Bi 或 Sb）中潜在电子材料的研究。由于 S 与金属及磷属元素之间的电负性差异，这些盐基本呈离子性。然而，我们确实在许多材料中发现了 S 的 p 派生价带与磷属元素 p 派生导带之间显著的跨带隙杂化。这导致增强的玻恩有效电荷，并在若干情况下导致高度增强的介电常数。我们找到了一个关于高介电常数的化学规则，涉及晶体结构中磷属-硫族部分的键连接性。我们还额外发现了一系列具有低有效质量、高介电常数及其他表明其作为电子材料良好性能性质的化合物，以及若干潜在热电化合物。我们报道了 Sn-Sb-S 样品的实验光学数据与太阳能转换效率，并发现与预测的良好性能相符的结果。该结果说明了介电性质作为识别复杂半导体筛选条件的效用。
引用
@article{arxiv.1904.12431,
title = {Dielectric Behavior as a Screen in Rational Searches for Electronic Materials: Metal Pnictide Sulfosalts},
author = {Xin He and David J. Singh and Patsorn Boon-on and Ming-Way Lee and Lijun Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.12431},
year = {2019}
}