光致伸缩：基于热力学描述符的高通量材料筛选
材料科学
2024-08-21 v1
摘要
光致伸缩是一种有望提高光驱动致动精度、光探测灵敏度以及光能收集效率的现象。然而，已知具有显著光致伸缩效应的材料十分有限，且缺乏发现新型光致伸缩材料的有效指导原则。在本研究中，我们基于简单的热力学描述符，即带隙压力系数和应变系数，对新型光致伸缩材料进行了高通量计算搜索。通过约束密度泛函理论模拟，我们证实这些描述符能够准确预测多种材料的内在光致伸缩效应。随后，我们从Materials Project数据库中筛选出4770余种带隙低于2 eV的稳定半导体，以寻找强光致伸缩材料。该搜索确定了PtS和TeI为最有前景的材料，在中等光生载流子浓度（10 cm）下，其光致伸缩超过10。此外，我们对促成强光致伸缩的因素（包括体弹模量和带边轨道相互作用）进行了详细分析。我们的研究结果为材料的光致伸缩提供了物理见解，并展示了使用简单描述符进行新型功能材料高通量搜索的有效性。
关键词
引用
@article{arxiv.2408.11044,
title = {High-Throughput Search for Photostrictive Materials based on a Thermodynamic Descriptor},
author = {Zeyu Xiang and Yubi Chen and Yujie Quan and Bolin Liao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.11044},
year = {2024}
}