反铁电硫属钙钛矿 BaZrS3 薄膜中的铁电极化
材料科学
2020-12-29 v2
摘要
块体硫属钙钛矿 BaZrS3（BZS）具有可见光区直接带隙，是一种重要的光伏材料，尽管因其反铁电（AF）性质而适用性有限。目前，铁电（FE）钙钛矿基光伏由于中心反演对称性的丧失带来的增强电荷分离所带来的环境稳定性和更高能量转换效率而受到极大关注。我们报道了通过化学气相沉积（CVD）生长的 BZS 薄膜的反铁电-铁电（AF-FE）相，利用温度依赖的拉曼研究和第一性原理计算。FE 相的起源由 A7g ~ 300 cm-1 和 B1g5 ~ 420 cm-1 模的异常行为确定，这涉及 ZrS6 八面体顶点位原子的振动。此外，在 60 K 以下，B1g1 和 B2g2（~ 85 cm-1）模出现，而 B12g（~ 60 cm-1）消失，通过局域畸变稳定 Pnma 结构以抑制铁电性。此处，B2g2 和 B1g2 涉及以 AF 方式 Ba 原子的振动，而 B1g1 还涉及八面体的转动。我们的第一性原理计算证实，FE 是由于局域位于硫（S）原子顶点位的氧（O）杂质存在导致 ZrS6 八面体中心反演对称性丧失而产生的。
引用
@article{arxiv.2004.13678,
title = {Ferroelectric Polarization in Antiferroelectric Chalcogenide Perovskite BaZrS3 Thin Film},
author = {Juhi Pandey and Debjit Ghoshal and Dibyendu Dey and Tushar Gupta and A. Taraphder and Nikhil Koratkar and Ajay Soni},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.13678},
year = {2020}
}
备注
7 figurs