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巨大的电子-声子耦合在银硫化物反歪晶体中的带隙重整

材料科学 2024-11-26 v1

摘要

银硫化物反歪晶体 (CAP), Ag3_{3}XY (X = S, Se; Y = Br, I), 是一族高度非谐的无机化合物, 具有巨大的能源应用潜力。然而, 理论第一性原理方法预测的光电子性质与室温下实验测得的性质之间存在 substantial 且尚未解决的差异, 阻碍了对CAP的基本理解和合理设计。本文我们采用密度泛函理论、紧束缚计算和非谐F"rohlich理论, 研究了CAP在有限温度下的光电子性质。近室温时, 我们观察到带隙(EgE_{g})相对于零温计算值降低约2020-6060\%, 将估计的EgE_{g}带入与实验测量值高度一致。这种相对TT引起的带隙重整约为文献中该温度范围内报道的最大值的数倍。低能光学极化声子模式破坏反演对称性, 并促进了导带中银离子和硫化物ss电子轨道的重叠, 被确定为这种巨大的EgE_{g}降低的主要贡献。此外, 在考虑温度效应后, CAP的光学吸收系数在可见光频率上增加了近一个数量级。这些见解不仅弥合了理论与实验之间的关键鸿沟, 也为未来技术开辟了路径, 其中温度、电场或光可动态调节光电子行为, 将CAP定位为下一代能源应用的多功能平台。

关键词

引用

@article{arxiv.2411.16279,
  title  = {Giant Electron-Phonon Coupling Induced Band-Gap Renormalization in Anharmonic Silver Chalcohalide Antiperovskites},
  author = {Pol Benítez and Siyu Chen and Ruoshi Jiang and Cibrán López and Josep-Lluís Tamarit and Jorge Íñiguez-González and Edgardo Saucedo and Bartomeu Monserrat and Claudio Cazorla},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2411.16279},
  year   = {2024}
}

备注

13 pages, 6 figures