Cs2SnI6低指数晶面稳定性的第一性原理计算研究

作者：林啊鸣; 孙宜阳

来源：无机材料学报, 2022, 37(6): 691-696.

DOI：10.15541/jim20210491

• 钙钛矿
• 表面能
• Cs2SnI6
• 光伏材料
• 发光材料

Cs2SnI6是一种稳定且环保的卤化物钙钛矿材料,在光伏和光电应用方面具有巨大潜力.虽然表面性质对于光电器件的制备至关重要,但目前尚没有对该材料开展相关的理论研究.利用密度泛函理论计算结合SCAN+rVV10泛函,本工作研究了Cs2SnI6的(001)、(011)和(111)表面以揭示其热力学稳定性.针对每个表面,研究考虑了具有不同截断的模型,包括两个沿(001)方向(分别为CsI2和SnI4终止的表面),两个沿(011)方向(分别为I4和Cs2SnI2终止的表面)和三个沿(111)方向(分别为非化学计量比的CsI3、Sn和满足化学计量比的CsI3终止的表面).由于大多数表面模型是非化学计量比的,它们的相对稳定性取决于实验制备条件,因此需要考虑组成元素的化学势.通过确定允许的化学势区域,研究分析了这些表面的热力学稳定性.结果表明,(001)和(011)面的表面能会受到化学势的影响,而满足化学计量比的CsI3终止的(111)表面不受化学势影响,是Cs2SnI6最稳定的表面.该结果说明,近期实验普遍观察到的暴露(111)面的晶体是受热力学稳定性驱动形成的.

• 单位
  上海硅酸盐研究所; 中国科学院大学