低功函数钙钛矿材料的发现与工程化
材料科学
2021-09-07 v1
摘要
低功函数材料对于需要便捷地移除电子或使电子在器件中高效传输的一系列应用至关重要。钙钛矿氧化物是一类有望发现低功函数的材料，本文针对其在热离子与场致电子发射中的应用展开研究。钙钛矿具有高度可调的组成，能够在宽范围内实现可调的功函数值、高温下的稳健稳定性以及高电子电导率。本工作中，我们利用密度泛函理论（DFT）方法筛选了超过 2900 种钙钛矿氧化物，以寻找稳定、导电、低功函数的材料。我们的工作深入揭示了支配钙钛矿功函数值的材料化学规律，其中 d 带近乎填满的材料具有最低的功函数。我们的筛选共得到七种有前景的化合物，例如 BaMoO3 和 SrNb0.75Co0.25O3，其功函数分别为 1.1 eV 和 1.5 eV。这些有前景的材料及本研究中提出的其他材料，可用作高功率真空电子器件与热离子能量转换器件中的低功函数电子发射体。此外，所计算的功函数数据库以及支配功函数值的材料化学趋势，可有助于钙钛矿异质结器件的设计。
引用
@article{arxiv.2109.02005,
title = {Discovery and Engineering of Low Work Function Perovskite Materials},
author = {Tianyu Ma and Ryan Jacobs and John Booske and Dane Morgan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.02005},
year = {2021}
}