Bi替代CH3NH3Pb1-xBixBr3钙钛矿实现带隙调控

作者：纪**; 董润宇; 封顺珍^*; 张聪敏; 史少辉; 李梅; 朱雪刚; 刘彦军; 李秀玲

来源：宁夏大学学报(自然科学版), 2021, 42(04): 401-407.

• 钙钛矿
• CH3NH3Pb1-xBixBr3
• Bi替代
• 带隙
• 能带结构

通过Bi3+代替Pb2+离子对CH3NH3PbBr3进行n型掺杂,使用Materials Studio软件的CASTEP模块构建出CH3NH3Pb1-xBixBr3(x=0, 0.25, 0.50, 0.75, 1.00)五种结构位形,基于第一性原理并将GGA+PBE作为关联函数对其结构进行几何优化与物理性质研究.结果表明:随着Bi含量的增加,CH3NH3Pb1-xBixBr3带隙有逐渐减小的趋势,特别是当x=0.50时,实现了半导体向导体的转变;当Bi替代含量为0.25时,CH3NH3Pb0.75Bi0.25Br3具有可以吸收可见光的能带结构;Bi与Pb的6p电子占据导带底,s电子占据价带顶,s电子与Br的p电子存在较强的轨道耦合;Bi(6s2p3)比Pb(6s2p2)多一个p电子,随着Bi替代量的增加,多出的p电子从浅掺杂逐渐向重掺杂过渡,准能级逐渐增加,最终填满整个带隙,导带与价带交联进而实现半导体向导体的转变.

• 单位
  物理学院; 河北师范大学; 石家庄学院