卤化物钙钛矿单层的内在不稳定性与力学各向异性
材料科学
2026-02-26 v1
摘要
卤化物钙钛矿因其出色的光电子特性和独特的晶格特征（极软且呈非谐）而受到广泛关注。近期研究表明，深入理解其表面以及极限情况下的低维结构性质至关重要。为探讨卤化物钙钛矿单层（即perovskenes）的结构和电子性质，本文采用第一性原理模拟。我们研究了三种不同配比（ABX3、ABX4和A2BX4）以及氟化物、溴化物和氯化物钙钛矿单层的结构相。通过构建相图评估其热力学行为，突出了ABX4配比的不稳定性，这一发现得到了其机械不稳定性的进一步支持。结构上，Pb-X键的共价特性与Cs-X键形成鲜明差异，导致沿不同晶向的杨氏模量和泊松比呈现强烈各向异性，也解释了八面体未对齐时相位的较低刚性。电子性质与其3D对应物较为相似，但带隙略大；在单层结构中，带隙随氟化物、溴化物和氯化物的电负性（I、Br、Cl）以及八面体倾斜程度而增大。此外，非对称ABX3配比表现出由于层内偶极矩导致的自旋分裂。总体而言，本工作为更深入理解基于卤化物钙钛矿的低维结构提供了基础。
引用
@article{arxiv.2602.21989,
title = {Intrinsic Instabilities and Mechanical Anisotropy in Halide Perovskite Monolayers},
author = {Gabriel X. Pereira and Lucas M. Farigliano and Roberto H. Miwa and Gustavo M. Dalpian},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.21989},
year = {2026}
}