卤化物钙钛矿哈伯德模型中的现场与间场电子关联
材料科学
2022-12-06 v1
摘要
卤化物钙钛矿（HPs）因其可见光谱中合适的带隙而被广泛视为有前景的光伏与发光材料。采用（半）局域交换-关联泛函的密度泛函理论（DFT）计算通常低估这些体系的带隙。对HPs电子结构的准确描述常需高阶理论如Heyd-Scuseria-Ernzerhof（HSE）杂化密度泛函与GW近似，其计算代价远高于标准DFT。在此，我们使用DFT+U+V研究三类代表性HPs：ABX3卤化物钙钛矿、空位有序双钙钛矿（VODPs）与键 disproportionated 卤化物钙钛矿（BDHPs），其中现场U与间场V哈伯德参数在无先验假设下自洽计算。引入哈伯德修正将三类HPs的带隙预测精度提升至与先进方法相若的水平。此外，自洽哈伯德U是HPs中多价金属原子真实局域电荷态的有意义指示量。引入间场哈伯德V对于恰当捕获BDHPs中相邻原子价电子间的杂化至关重要，后者具有卤化物八面体的呼吸模畸变。特别地，哈伯德参数与晶体几何的同时收敛使BDHPs的带隙预测精度优于HSE，但成本仅为其一小部分。我们的工作凸显了在处理常具现场局域化与间场杂化间复杂竞争的HPs时，使用自洽哈伯德参数的重要性。
引用
@article{arxiv.2207.05972,
title = {Onsite and intersite electronic correlations in the Hubbard model for halide perovskites},
author = {Jiyuan Yang and Tianyuan Zhu and Shi Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.05972},
year = {2022}
}
备注
40 pages, 12 figures