First-Principles Investigation of the Structural Stability and Physical Properties of Lead-Free Ge-Based Halide Perovskites

卤化物 铅(地质) 材料科学 理论(学习稳定性) 结构稳定性 钙钛矿(结构) 工程物理 化学物理 化学 结晶学 物理 无机化学 计算机科学 地质学 工程类 结构工程 机器学习 地貌学
作者
Liang Wang,Longze Li,Jiayin Zhang,Shuying Zhong,Bo Xu,Musheng Wu,Chuying Ouyang
出处
期刊:Crystals [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:15 (9): 793-793
标识
DOI:10.3390/cryst15090793
摘要

Inorganic lead halide perovskite semiconductor materials exhibit great potential in the optoelectronic field due to their excellent optical and electrical properties. However, lead toxicity and limited material stability hinder their commercial applications. Consequently, the pursuit of non-toxic, stable alternatives is imperative for the sustainable development of halide-perovskite semiconductors. Non-toxic germanium-based halide perovskites, as promising candidates, have attracted considerable attention. Here, we present a systematic first-principles investigation of the structural, electronic, elastic, and optical properties of cost-effective germanium-based halide perovskites NaGeX3 (X = Cl, Br, I). Energy and phonon-spectrum calculations demonstrate that NaGeX3 with the R3c space group exhibits the highest structural stability, rather than the commonly assumed cubic phase. Hybrid functional calculations reveal that the band gaps of R3c NaGeX3 decrease monotonically with increasing halogen radius, that is, 4.75 eV (NaGeCl3) → 3.76 eV (NaGeBr3) → 2.69 eV (NaGeI3), accompanied by a reduction in carrier effective masses. Additionally, mechanically stable R3c NaGeX3 exhibits lower hardness and ductility than that of the cubic phase. Optical properties indicate that NaGeX3 materials have strong absorption coefficients (>106 cm−1) and low loss in the photon energy range of 9–11 eV, suggesting that such cost-effective germanium-based halide perovskites can be used in various optoelectronic devices in the ultraviolet region.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
研友_VZG7GZ的应助被leileilei采纳,获得10
1秒前
柚子完成签到,获得积分10
1秒前
MindAway发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
细腻幻姬发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
an11发布了新的文献求助10
2秒前
SciGPT的应助被星球日记采纳,获得10
3秒前
xuhui完成签到,获得积分10
3秒前
circet发布了新的文献求助10
3秒前
英俊的铭的应助被小小采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
小路发布了新的文献求助10
4秒前
共享精神的应助被西瓜采纳,获得10
5秒前
ST关注了科研通微信公众号
6秒前
asheng完成签到,获得积分10
6秒前
犀利哥发布了新的文献求助10
6秒前
15719264817发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
胖子张发布了新的文献求助10
8秒前
霜降发布了新的文献求助10
8秒前
themoomofeye完成签到 ,获得积分10
9秒前
10秒前
12秒前
hy完成签到 ,获得积分10
12秒前
13秒前
13秒前
satanandkyle完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
14秒前
星球日记发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
万能图书馆的应助被鲤鱼诗桃采纳,获得10
16秒前
19秒前
WXD发布了新的文献求助10
20秒前
20秒前
danran发布了新的文献求助10
20秒前
22秒前
无畏发布了新的文献求助10
22秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Computational Chemical Reaction Engineering: Modeling, Simulation, and Design with MATLAB 600
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
CLSI C56QG Examples of Hemolyzed, Icteric, and Lipemic/Turbid Samples Quick Guide 400
The USSR and Eastern Europe : periodicals in Western languages / compiled by Paul L. Horecky and Robert G. Carlton 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7801581
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9336002
关于积分的说明 20477597
捐赠科研通 7393097
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3326637
关于科研通互助平台的介绍 2473505
邀请新用户注册赠送积分活动 2344644