BAND Highlight:金属卤化物钙钛矿中成键的“镜像”现象(JACS, 2018)

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文献资料:Maarten G. Goesten, Roald Hoffmann, Mirrors of Bonding in Metal Halide Perovskites, J. Am. Chem. Soc.

诺贝尔奖得主Roald Hoffmann是Amsterdam Modeling Suite的忠实用户,Roald Hoffmann在本文中使用了AMS中的BAND模块的的新功能Crystal Orbital Overlap Populations(COOP),结合基于对称性的成键分析,对卤化物钙钛矿的成键与能带特性进行了定性与定量计算分析,展示了金属-卤化物轨道相互作用如何产生能带的“镜像”现象、控制带隙,并展示了相对论效应对该体系能带结构与带隙的显著影响。

镜像是由Pb的6s与Br的4p组合产生的,它在布里渊区内移动的机理也能被清楚理解。阳离子替换为有机阳离子时,镜像现象仍然存在,即使晶格发生一定程度的扭曲也仍然存在这种现象。本文预测了当Pb2+替换为Sn2+和Ge2+以及更换卤素对能带对影响。本文也研究了最低的三个导带,发现了第二个镜像。对CsPbBr3而言该镜像由Pb的6p和Br的4p结合构成。

理解这些结合形成镜像,在倒空间的移动,从而设置导带最低值,可以让我们看到为什么是直接带隙。BAND的轨道分析功能,为这类热门材料的能带工程提供了化学的、直观的图像。

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