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光伏材料CsMI?（M = Pb, Sn）中的应变诱导结构相变、电极化及异常电学特性

DOI：10.1039/c9ra10791f 期刊：RSC Advances 出版年份：2020 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 基于密度泛函理论，研究了沿(001)方向外延生长的光伏薄膜CsMI3（M = Pb, Sn）的结构相变、铁电极化及电学性质。计算结果表明，两种外延薄膜CsPbI3和CsSnI3的相图几乎完全相同，仅临界转变应变略有差异。外延拉伸应变会诱导出Pmc21和Pmn21两种铁电相，而压缩应变则驱动形成P212121和P21212两种顺电相。更大的压缩应变会增强这两种薄膜的铁电不稳定性，最终使其转变为另一种铁电态Pc。无论是CsPbI3还是CsSnI3，Pmn21相的总极化主要来自B位阳离子（Pb或Sn）的贡献，而Pmc21相的主要贡献者则是I离子。此外，还进一步讨论了外延应变对CsMI3（M = Pb, Sn）的反铁畸变矢量、极化和带隙的影响，并揭示和解释了外延应变下异常的电子性质。
作者： Xiao-Rong Cheng，Xiao-Yu Kuang，Miao Yu，Xi-Long Dou，Ai-Jie Mao，Hao Cheng，Hao Tian，Si-Min Yang
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究光伏材料CsMI3（M = Pb, Sn）中应变诱导的结构相变、电极化及异常电学特性。

研究成果

研究表明，外延应变可在CsMI3（M = Pb、Sn）薄膜中诱导出多种结构相，包括铁电相和顺电相。不同相的极化机制存在差异，其贡献分别来自B位阳离子或碘离子。研究还发现了外延应变下异常的电子特性，表明其在光电器件中具有潜在应用价值。这些发现深化了对薄膜相变机制的理解，并为后续实验研究提供了方向。

研究不足

该研究为计算性质，依赖于理论模型，可能无法完全反映所有实验条件和材料行为。相图及性能是基于密度泛函理论（DFT）计算预测的，该方法在精确描述某些电子和结构特性方面可能存在局限性。

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