Atomic-level description of thermal fluctuations in inorganic lead halide perovskites

非谐性 氧烷 从头算 格子(音乐) 卤化物 声子 化学 谱线 热的 从头算量子化学方法 钙钛矿(结构) 化学物理 凝聚态物理 材料科学 分子物理学 热力学 物理 结晶学 分子 量子力学 无机化学 声学 有机化学
作者
Oliviero Cannelli,Julia Wiktor,N. Colonna,Ludmila Leroy,Michele Puppin,Camila Bacellar,Ilia I. Sadykov,Franziska Krieg,Grigory Smolentsev,Maksym V. Kovalenko,Alfredo Pasquarello,Majed Chergui,Giulia F. Mancini
出处
期刊:Cornell University - arXiv
标识
DOI:10.48550/arxiv.2110.02179
摘要

The potential of lead-halide perovskites for realistic applications is currently hindered by their limited long-term stability under functional activation. While the role of lattice flexibility in the thermal response of perovskites has become increasingly evident, the description of thermally-induced distortions is still unclear. In this work, we provide a unified picture of thermal activation in CsPbBr3 across length scales, showing that lattice symmetry does not increase at high temperatures. We combine temperature-dependent XRD, Br K-edge XANES, ab initio MD simulations, and calculations of the XANES spectra by first-principles, accounting for both thermal fluctuations and core hole final state effects. We find that the octahedral tilting of the Pb-Br inorganic framework statistically adopts multiple local configurations over time - in the short-range. In turn, the stochastic nature of the local thermal fluctuations uplifts the longer-range periodic octahedral tilting characterizing the low temperature structure, with the statistical mean of the local configurations resulting in a cubic-like time-averaged lattice. These observations can be rationalized in terms of displacive thermal phase transitions through the soft mode model, in which the phonon anharmonicity of the flexible inorganic framework causes the excess free energy surface to change as a function of temperature. Our work demonstrates that the effect of thermal dynamics on the XANES spectra can be effectively described for largely anharmonic systems, provided ab initio MD simulations are performed to determine the dynamically fluctuating structures, and core hole final state effects are included in order to retrieve an accurate XANES line shape. Moreover, it shows that the soft mode model, previously invoked to describe displacive thermal phase transitions in oxide perovskites, carries a more general validity.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
着急的滑板完成签到,获得积分20
刚刚
微笑的念烟完成签到,获得积分20
刚刚
怕黑南琴完成签到 ,获得积分10
1秒前
蜘蛛侦探完成签到,获得积分10
1秒前
帅子完成签到,获得积分10
1秒前
zjc1111发布了新的文献求助10
2秒前
喜悦的易槐完成签到,获得积分20
2秒前
3秒前
李狗发布了新的文献求助10
3秒前
孤存完成签到 ,获得积分10
3秒前
英俊的铭应助LLC采纳,获得10
3秒前
黄院士完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
施青文完成签到,获得积分10
5秒前
wszldmn完成签到,获得积分10
5秒前
花痴的手套完成签到 ,获得积分10
5秒前
前进的光完成签到,获得积分10
6秒前
mimi123409完成签到,获得积分20
6秒前
冷咖啡离开了杯垫完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
roselau完成签到,获得积分10
7秒前
小柒柒完成签到,获得积分10
7秒前
sunshine完成签到,获得积分10
8秒前
李健应助CPS采纳,获得10
9秒前
YY完成签到 ,获得积分10
9秒前
niu52107完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
wangjue完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
乌啦啦完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
美好乐松应助忐忑的醉蓝采纳,获得10
11秒前
11秒前
三三四完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
kkk完成签到 ,获得积分10
12秒前
科研通AI2S应助喜悦的易槐采纳,获得10
13秒前
123456完成签到,获得积分10
13秒前
飞仔123完成签到 ,获得积分10
13秒前
LLC发布了新的文献求助10
14秒前
高分求助中
Evolution 3rd edition 1500
Lire en communiste 1000
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 700
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 700
the development of the right of privacy in new york 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
2-Acetyl-1-pyrroline: an important aroma component of cooked rice 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3180114
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2830498
关于积分的说明 7977736
捐赠科研通 2492069
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1329190
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 635704
版权声明 602954