压力对Cs₂AgGaBr₆双钙钛矿光电性能影响的第一性原理研究

摘要

基于密度泛函理论（DFT）,深入探讨了Cs₂AgGaBr₆双钙钛矿在0～20 GPa流体静压力下的结构稳定性、电子结构和光学性质。研究结果表明，Cs₂AgGaBr₆双钙钛矿在不同压力下均表现出良好的结构稳定性和热力学稳定性。通过HSE06杂化泛函方法计算发现，Cs₂AgGaBr₆为直接带隙半导体。当压力从0 GPa增大到20 GPa时，带隙值从1.05 eV减小至0.73 eV。此外，其有效质量随着压力的增加而减小，而载流子迁移率则呈现相反趋势。随着压力提升至20 GPa,沿Γ→L方向的电子迁移率达到410.07 cm²·V^-1·s^-1,是0 GPa时(20.06 cm²·V^-1·s^-1)的20.44倍。同时，材料的光学性质对于压力极为敏感，红光区域的光吸收系数、反射率和折射率均随压力的增加而增大。值得注意的是，当光子能量超过1.79 eV时，光吸收系数随压力增加而减小。研究表明，通过施加压力可以显著提升Cs₂AgGaBr₆双钙钛矿的载流子迁移率以及红光区域的光吸收能力，这为其在红外探测和光电存储领域的应用提供了广阔的前景，同时可为光学材料研究及技术创新提供理论支撑。

关键词

压力 / Cs₂AgGaBr₆双钙钛矿 / 电子结构 / 光学性能 / 第一性原理计算