Shallow halogen vacancies in halide optoelectronic materials

卤化物 卤素 结晶学 物理 材料科学 化学 无机化学 有机化学 烷基
作者
Hongliang Shi,Mao Du
出处
期刊:Physical Review B [American Physical Society]
卷期号:90 (17) 被引量:116
标识
DOI:10.1103/physrevb.90.174103
摘要

Halogen vacancies (${\mathit{V}}_{\mathrm{H}}$) are usually deep color centers (F centers) in halides and can act as major electron traps or recombination centers. The deep ${\mathit{V}}_{\mathrm{H}}$ contributes to the typically poor carrier transport properties in halides. However, several halides have recently emerged as excellent optoelectronic materials, e.g., $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{3}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{3}\mathrm{Pb}{\mathrm{I}}_{3}$ and TlBr. Both $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{3}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{3}\mathrm{Pb}{\mathrm{I}}_{3}$ and TlBr have been found to have shallow ${\mathit{V}}_{\mathrm{H}}$, in contrast to commonly seen deep ${\mathit{V}}_{\mathrm{H}}$ in halides. In this paper, several halide optoelectronic materials, i.e., $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{3}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{3}\mathrm{Pb}{\mathrm{I}}_{3}$, $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{3}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{3}\mathrm{Sn}{\mathrm{I}}_{3}$ (photovoltaic materials), TlBr, and $\mathrm{CsPbB}{\mathrm{r}}_{3}$ (gamma-ray detection materials) are studied to understand the material chemistry and structure that determine whether ${\mathit{V}}_{\mathrm{H}}$ is a shallow or deep defect in a halide material. It is found that crystal structure and chemistry of $n{s}^{2}$ ions both play important roles in creating shallow ${\mathit{V}}_{\mathrm{H}}$ in halides such as $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{3}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{3}\mathrm{Pb}{\mathrm{I}}_{3}$, $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_{3}\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{3}\mathrm{Sn}{\mathrm{I}}_{3}$, and TlBr. The key to identifying halides with shallow ${\mathit{V}}_{\mathrm{H}}$ is to find the right crystal structures and compounds that suppress cation orbital hybridization at ${\mathit{V}}_{\mathrm{H}}$, such as those with large cation-cation distances and low anion coordination numbers and those with crystal symmetry that prevents strong hybridization of cation dangling bond orbitals at ${\mathit{V}}_{\mathrm{H}}$. The results of this paper provide insight and guidance to identifying halides with shallow ${\mathit{V}}_{\mathrm{H}}$ as good electronic and optoelectronic materials.

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
核桃发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
qsh完成签到,获得积分10
1秒前
云为晓发布了新的文献求助10
1秒前
ZS应助耳朵儿歌采纳,获得10
1秒前
1秒前
清梦发布了新的文献求助10
1秒前
情怀应助小杜采纳,获得10
2秒前
忧郁井发布了新的文献求助30
2秒前
地啦啦啦发布了新的文献求助10
2秒前
Jasper应助yuuu采纳,获得20
2秒前
orixero应助lj采纳,获得10
2秒前
cc发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
彭于晏应助元谷雪采纳,获得10
5秒前
马心雨完成签到 ,获得积分10
5秒前
QiongYin_123发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
5秒前
赵淑敏完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
orchid完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
wanci应助烦烦采纳,获得10
7秒前
8秒前
汉堡包应助Dzinver采纳,获得10
8秒前
9秒前
9秒前
9秒前
3399发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
旺仔完成签到,获得积分20
10秒前
天天快乐应助云为晓采纳,获得10
10秒前
11秒前
NathanChen完成签到,获得积分10
11秒前
XiangLiu完成签到,获得积分20
11秒前
luyie发布了新的文献求助10
12秒前
许师傅完成签到,获得积分10
12秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7294839
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8913385
关于积分的说明 18872341
捐赠科研通 6961264
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3210127
关于科研通互助平台的介绍 2379484
邀请新用户注册赠送积分活动 2186400