钙钛矿光电性能及铑合金力学性能的第一性原理计算
发布时间：2021-04-02 09:28
本文基于第一性原理计算的CASTEP模块,主要研究内容包括:（1）高压下钙钛矿CsPbI3的电子性质、弹性、光学性能及热力学性质;（2）Rb掺杂CsPbI3的稳定性、力学性能和光电性质;（3）不同压力和温度下Rh3Ta的机械性能和热力学性能;（4）压力对Rh3Al的声子、德拜温度与热力学性能的影响;（5）稀土金属化合物Rh3Ce的电子、力学、振动和热力学性能的第一性原理研究。第一,基于第一性原理方法研究了高压（0-60 GPa）下钙钛矿CsPbI3的电子性质、弹性、振动性质、光学性能及热力学性能。计算结果与其他实验数据相比是合理的。带隙结构和态密度结果表明,立方CsPbI3是直接带隙的半导体,在压力的作用下,随压力的增加,带隙逐渐减少甚至消失,总态密度呈下降的趋势。差分电荷密度结果显示,CsPbI3中的离子性能随压力增大有加强的趋势,Mulliken电荷和Hirshfeld电荷结果综合验证了差分电荷密度的分析结果。另外,高压下弹性模量（体积模量B、杨氏模量E、剪切模量G）显示钙钛矿CsPbI3是一种机械性能稳定的材料:B/G结果表明,CsPbI3在0GPa下是一种具有延展性的材料。由声...
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１钙钛矿材料的晶体结构??
中的电子与电子相互之间的密度泛函是通过广义梯度近似（ＧＧＡ）下的??Ｐｅｒｄｅｗ－Ｂｕｒｋｅ－Ｅｍｚｅｒｈｏｆ（ＰＢＥ）来实现的。为获得最优结果，所有原子的ｓ、ｐ、ｄ??轨道的态密度和结构优化都通过Ｂｒｏｙｄｅｎ－Ｆｌｅｔｃｈｅｒ－Ｇｏｌｄｆａｒｂ－Ｓｈａｎｎｏ（ＢＦＧＳ）最小??化技术来实现，同时，平面波截断能设为４００?ｅＶ，?Ｍｏｎｋｏｒｓｔ－Ｐａｃｋ型的ｋ点数目??为１２ｘ１２ｘ１２，原子应力小于０．００５?ｅＶ／Ａ等都是为了使结构获得较好的收敛性，??另外，被研宄的原子轨道分别为ＣｓｐＡｐ、１），Ｐｂ（５ｄ１Ｑ６ｓ２６ｐ２）和Ｉ（５ｓ２５ｐ５）。??２．３结果与讨论??２．３．１结构性质??图２．１给出了?ＣｓＰｂＩ３的立方晶体结构（Ｐｍ３ｍ，ＮＯ：?２２１），其原子坐标分别??为?Ｃｓ（０．５，?０．５，?０．５），?Ｐｂ（０，?０，?０）和?１（０．５，?０，０）［４８］。最稳定状态的晶格常数是??通过设定一系列不同的晶格常数来获得的，如图２．２，给出了总能量和晶胞体积??的关系。很明显，最低能量出现在体积约为２５６人３处，即此晶胞体积下，该结??构最稳定。??
中的电子与电子相互之间的密度泛函是通过广义梯度近似（ＧＧＡ）下的??Ｐｅｒｄｅｗ－Ｂｕｒｋｅ－Ｅｍｚｅｒｈｏｆ（ＰＢＥ）来实现的。为获得最优结果，所有原子的ｓ、ｐ、ｄ??轨道的态密度和结构优化都通过Ｂｒｏｙｄｅｎ－Ｆｌｅｔｃｈｅｒ－Ｇｏｌｄｆａｒｂ－Ｓｈａｎｎｏ（ＢＦＧＳ）最小??化技术来实现，同时，平面波截断能设为４００?ｅＶ，?Ｍｏｎｋｏｒｓｔ－Ｐａｃｋ型的ｋ点数目??为１２ｘ１２ｘ１２，原子应力小于０．００５?ｅＶ／Ａ等都是为了使结构获得较好的收敛性，??另外，被研宄的原子轨道分别为ＣｓｐＡｐ、１），Ｐｂ（５ｄ１Ｑ６ｓ２６ｐ２）和Ｉ（５ｓ２５ｐ５）。??２．３结果与讨论??２．３．１结构性质??图２．１给出了?ＣｓＰｂＩ３的立方晶体结构（Ｐｍ３ｍ，ＮＯ：?２２１），其原子坐标分别??为?Ｃｓ（０．５，?０．５，?０．５），?Ｐｂ（０，?０，?０）和?１（０．５，?０，０）［４８］。最稳定状态的晶格常数是??通过设定一系列不同的晶格常数来获得的，如图２．２，给出了总能量和晶胞体积??的关系。很明显，最低能量出现在体积约为２５６人３处，即此晶胞体积下，该结??构最稳定。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]B位掺杂（CH3NH3）Pb0.5M0.5I3（M=C,Si,Ge,Sn）环境友好型光电转化材料第一性原理研究[J]. 纪登辉,肖心举,张聪敏,胡明哲,蒋会显,李秀玲,尹跃. 河北师范大学学报(自然科学版). 2016(04)
[2]基于第一性原理计算Rh含量对Ir-Rh合金力学性能的影响[J]. 潘新东,魏燕,蔡宏中,祁小红,郑旭,胡昌义,张诩翔. 物理学报. 2016(15)
[3]铁铑二元磁性合金研究进展[J]. 刘淼,付志兵,王朝阳,唐永建. 材料导报. 2016(11)
[4]ABX3型钙钛矿光伏材料的结构与性质调控[J]. 陆新荣,赵颖,刘建,李承辉,游效曾. 无机化学学报. 2015(09)
[5]第一性原理研究硫化镉高压相变及其电子结构与弹性性质[J]. 周平,王新强,周木,夏川茴,史玲娜,胡成华. 物理学报. 2013(08)
[6]铑的提取与精炼技术进展[J]. 贺小塘. 贵金属. 2011(04)
[7]丙烯低压羰基合成用废铑催化剂中回收铑及三氯化铑提纯[J]. 李继霞,于海斌,李晨,李俊,姜雪丹,蒋凌云. 贵金属. 2011(02)
[8]铂铑合金性能研究[J]. 毛利权,韩吉庆,唐进,贾勇. 铸造技术. 2010(11)
[9]N18合金薄壁管高温应变循环与疲劳行为研究[J]. 陈洪军,蔡力勋,李聪,孙超. 原子能科学技术. 2007(04)
[10]Mg-Ce化合物相结构稳定性的赝势平面波方法研究[J]. 周惦武,彭平,胡艳军,刘金水. 稀有金属材料与工程. 2006(06)
博士论文
[1]层状类钙钛矿结构有机—无机杂合物电子结构的第一性原理研究[D]. 赵广辉.武汉理工大学 2012
本文编号：3115029
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１钙钛矿材料的晶体结构??
中的电子与电子相互之间的密度泛函是通过广义梯度近似（ＧＧＡ）下的??Ｐｅｒｄｅｗ－Ｂｕｒｋｅ－Ｅｍｚｅｒｈｏｆ（ＰＢＥ）来实现的。为获得最优结果，所有原子的ｓ、ｐ、ｄ??轨道的态密度和结构优化都通过Ｂｒｏｙｄｅｎ－Ｆｌｅｔｃｈｅｒ－Ｇｏｌｄｆａｒｂ－Ｓｈａｎｎｏ（ＢＦＧＳ）最小??化技术来实现，同时，平面波截断能设为４００?ｅＶ，?Ｍｏｎｋｏｒｓｔ－Ｐａｃｋ型的ｋ点数目??为１２ｘ１２ｘ１２，原子应力小于０．００５?ｅＶ／Ａ等都是为了使结构获得较好的收敛性，??另外，被研宄的原子轨道分别为ＣｓｐＡｐ、１），Ｐｂ（５ｄ１Ｑ６ｓ２６ｐ２）和Ｉ（５ｓ２５ｐ５）。??２．３结果与讨论??２．３．１结构性质??图２．１给出了?ＣｓＰｂＩ３的立方晶体结构（Ｐｍ３ｍ，ＮＯ：?２２１），其原子坐标分别??为?Ｃｓ（０．５，?０．５，?０．５），?Ｐｂ（０，?０，?０）和?１（０．５，?０，０）［４８］。最稳定状态的晶格常数是??通过设定一系列不同的晶格常数来获得的，如图２．２，给出了总能量和晶胞体积??的关系。很明显，最低能量出现在体积约为２５６人３处，即此晶胞体积下，该结??构最稳定。??
中的电子与电子相互之间的密度泛函是通过广义梯度近似（ＧＧＡ）下的??Ｐｅｒｄｅｗ－Ｂｕｒｋｅ－Ｅｍｚｅｒｈｏｆ（ＰＢＥ）来实现的。为获得最优结果，所有原子的ｓ、ｐ、ｄ??轨道的态密度和结构优化都通过Ｂｒｏｙｄｅｎ－Ｆｌｅｔｃｈｅｒ－Ｇｏｌｄｆａｒｂ－Ｓｈａｎｎｏ（ＢＦＧＳ）最小??化技术来实现，同时，平面波截断能设为４００?ｅＶ，?Ｍｏｎｋｏｒｓｔ－Ｐａｃｋ型的ｋ点数目??为１２ｘ１２ｘ１２，原子应力小于０．００５?ｅＶ／Ａ等都是为了使结构获得较好的收敛性，??另外，被研宄的原子轨道分别为ＣｓｐＡｐ、１），Ｐｂ（５ｄ１Ｑ６ｓ２６ｐ２）和Ｉ（５ｓ２５ｐ５）。??２．３结果与讨论??２．３．１结构性质??图２．１给出了?ＣｓＰｂＩ３的立方晶体结构（Ｐｍ３ｍ，ＮＯ：?２２１），其原子坐标分别??为?Ｃｓ（０．５，?０．５，?０．５），?Ｐｂ（０，?０，?０）和?１（０．５，?０，０）［４８］。最稳定状态的晶格常数是??通过设定一系列不同的晶格常数来获得的，如图２．２，给出了总能量和晶胞体积??的关系。很明显，最低能量出现在体积约为２５６人３处，即此晶胞体积下，该结??构最稳定。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]B位掺杂（CH3NH3）Pb0.5M0.5I3（M=C,Si,Ge,Sn）环境友好型光电转化材料第一性原理研究[J]. 纪登辉,肖心举,张聪敏,胡明哲,蒋会显,李秀玲,尹跃. 河北师范大学学报(自然科学版). 2016(04)
[2]基于第一性原理计算Rh含量对Ir-Rh合金力学性能的影响[J]. 潘新东,魏燕,蔡宏中,祁小红,郑旭,胡昌义,张诩翔. 物理学报. 2016(15)
[3]铁铑二元磁性合金研究进展[J]. 刘淼,付志兵,王朝阳,唐永建. 材料导报. 2016(11)
[4]ABX3型钙钛矿光伏材料的结构与性质调控[J]. 陆新荣,赵颖,刘建,李承辉,游效曾. 无机化学学报. 2015(09)
[5]第一性原理研究硫化镉高压相变及其电子结构与弹性性质[J]. 周平,王新强,周木,夏川茴,史玲娜,胡成华. 物理学报. 2013(08)
[6]铑的提取与精炼技术进展[J]. 贺小塘. 贵金属. 2011(04)
[7]丙烯低压羰基合成用废铑催化剂中回收铑及三氯化铑提纯[J]. 李继霞,于海斌,李晨,李俊,姜雪丹,蒋凌云. 贵金属. 2011(02)
[8]铂铑合金性能研究[J]. 毛利权,韩吉庆,唐进,贾勇. 铸造技术. 2010(11)
[9]N18合金薄壁管高温应变循环与疲劳行为研究[J]. 陈洪军,蔡力勋,李聪,孙超. 原子能科学技术. 2007(04)
[10]Mg-Ce化合物相结构稳定性的赝势平面波方法研究[J]. 周惦武,彭平,胡艳军,刘金水. 稀有金属材料与工程. 2006(06)
博士论文
[1]层状类钙钛矿结构有机—无机杂合物电子结构的第一性原理研究[D]. 赵广辉.武汉理工大学 2012
本文编号：3115029
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