揭示空序双钙钛矿的光电潜力：计算深度探究

无铅钙钛矿材料已成为光电子学中的关键角色，展现出卓越的光学和电子性质，同时具有环境友好和无毒元素的特点。最近，在研究的钙钛矿材料中，空序双钙钛矿（VODPs）作为一种有前景的替代品脱颖而出。在本研究中，我们利用第一性原理计算，捕捉了一系列化学式为Rb$_{2}$BX$_{6}$（B = Si, Ge, Sn, Pt; X = Cl, Br, I）的VODPs的电子、光学、激子和极化子性质。我们的结果表明这些材料表现出高稳定性和显著的电子与光学性质。计算得到的G$_{0}$W$_{0}$带隙值落在0.56至6.12 eV范围内。光学性质显示大多数体系具有从红外到紫外的强光吸收。此外，激子性质分析揭示了低到中等的激子结合能和可变的激子寿命，意味着更高的量子产率和转换效率。此外，利用费曼极化子模型评估了极化子参数，对于大多数体系，电荷分离的极化子态比束缚激子稳定性低。最后，极化子迁移率研究显示电子的极化子迁移率较高（3.33-85.11 cm$^{2}$V$^{-1}$s$^{-1}$），优于先前报道的基于Cs的VODP材料。总体而言，这些发现突显了基于Rb的VODPs作为未来光电子应用的有前景候选材料。