一价铜离子掺杂无铅钙钛矿Cs2AgBiBr6对晶体结构和电学性能影响第一性原理模拟研究

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作   者：

潘炀烜;  刘义保;  魏强林;  张子雄;  李凯旋; 

作者机构：

江西省核辐射探测及应用工程技术研究中心;  东华理工大学核技术应用教育部工程研究中心;  东华理工大学核科学与工程学院; 

关键词：

电子结构;  Cu+掺杂;  第一性原理计算;  核辐射探测;  Cs2Ag1-xCuxBiBr6; 

期刊名称：

核技术

i s s n：

0253-3219

年卷期：

2024 年 47 卷 004 期

页   码：

107-114

摘   要：

无铅双钙钛矿Cs2AgBiBr6 作为环境友好型材料受到了核辐射探测领域的广泛关注,实验上发现对Cs2AgBiBr6进行Cu+掺杂能够显著提高材料稳定性与光电转换率.目前Cu+掺杂Cs2AgBiBr6的影响还未得到理论系统研究,本文基于第一性原理,采用密度泛函,开展了Cu+掺杂Cs2AgBiBr6对结构和电学性能影响的模拟研究.研究结果表明,Cu+掺杂会提高Cs2AgBiBr6的稳定性.掺杂形成的Cs2Ag1-xCuxBiBr6与原始材料Cs2AgBiBr6皆为间接带隙半导体,并随着Cu+掺杂比例提高能带间隙会显著缩短.根据态密度图分析,能带间隙缩短是由于Cu+掺杂会导致由Bi6p轨道主导的导带底部下移.Cs2Ag1-xCuxBiBr6相比Cs2AgBiBr6具有更高的稳定性与更优的电学性能,可作为半导体辐射探测器的候选材料.