无机钙钛矿材料力学及电子输运性质调控研究

摘要

应用第一性原理并结合玻尔兹曼输运理论系统研究了无机钙钛矿CsBX_(3)(B=Ge,Sn,Pb;X=Cl,Br,I)热电材料的力学性质和电子输运性质.结果表明:通过改变X位卤族元素及B位金属元素原子种类,可较好调控无机钙钛矿材料的力学及电子输运性质;随着X位卤族元素原子半径的逐渐减小,无机钙钛矿材料力学性质参数(体积模量、剪切模量、杨氏模量等)逐渐升高,电子输运性质参数(热电功率因子、电子迁移率等)逐渐降低;随着B位金属元素原子半径的逐渐减小,无机钙钛矿材料力学及电子输运性质参数呈升高趋势,但CsSnI_(3)因Sn元素特殊的能级位置而呈现出较低的电子输运性质和力学性质参数;具有最优电子输运性质的材料为CsGeI_(3),室温下其电子迁移率可达255 cm^(2)/(V·s).