Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2023, выпуск 11 » Статья стр. 1889
<<<>>>
Ab initio исследование термоэлектрических свойств йодидов CH3NН3PbI3, CsSnI3, CH3NH3SnI3
DOI: 10.61011/FTT.2023.11.56542.191
Жуков В.П.1, Chulkov Е.V.2
1Институт химии твердого тела Уральского oтделения Российской академии наук, Екатеринбург, Россия
2HSE University, Москва, Россия
Email: zhukov_vladlen@mail.ru, evguenivladimirovich.tchoulkov@ehu.eus
Поступила в редакцию: 30 августа 2023 г.
В окончательной редакции: 30 августа 2023 г.
Принята к печати: 14 сентября 2023 г.
Выставление онлайн: 1 ноября 2023 г.
PDF версия
Выполнено теоретическое ab initio моделирование электронной зонной структуры и термоэлектрических свойств йодидов CH3NН3PbI3, CsSnI3 и CH3NН3SnI3. Метод моделирования основан на теории функционала электронной плотности, теории электрон-фононного взаимодействия, теории Больцмана-Онзагера термоэлектрических свойств и метода Слэка расчета фононной теплопроводности. Для широкого диапазона концентраций носителей вычислены температурные зависимости проводимости, коэффициента Зеебека, коэффициента теплопроводности, функции мощности и термоэлектрической добротности. Полученные значения добротности указывает на возможность получения на основе подобных соединений термоэлектриков с более высокой эффективностью. Показано, что наиболее перспективным для использования в качестве термоэлектрического материала является соединение CsSnI3. Ключевые слова: электронная зонная структура, метод PAW, теория Больцмана, транспортные характеристики, галогениды свинца и олова, ион метиламмония.
  1. M.A. Green, A. Ho-Baillie, H.J. Snaith. Nature Photonics 8, 7, 506 (2014)
  2. H. Li, F. Li, Zh. Shen, S.-T. Han, J. Chen, Ch. Dong, Ch. Chen, Y. Zhou, M. Wang. Nano Today 37, 101062 (2021)
  3. M. Dawson, C. Ribeiro, M.R. Morelli. Mater. Res. 25, 7, e20210441 (2022)
  4. Сб. тез. докл. I Моск. осенней междунар. конф. по перовскитной фотовольтаике (MAPPIC 2019). КДУ, Добросвет, M. (2019). 51 c
  5. A.K. Baranwal, A. Kumar, Sh. Hayase. Nanomater. 12, 22, 4055 (2022)
  6. A. Filippetti, C. Caddeo, P. Delugas, A. Mattoni. J. Phys. Chem. C 120, 50, 28472 (2016)
  7. S. Choudhary, A. Shukla, J. Chaudhary, A.S. Verma. Int. J. Energy. Res. 44, 14, 11614 (2020)
  8. S. Saini, A.K. Baranwal, T. Yabuki, S. Hayase, K. Miyazaki. J. Electron. Mater. 49, 5, 2890 (2020)
  9. Q. Wang, Y. Tang, Z. Horita, S. Iikubo. Mater. Res. Lett. 10, 8, 521 (2022)
  10. I.O.A. Ali, D.P. Joubert, M.S.H. Suleiman. Eur. Phys. J. B 91, 9, 263 (2018)
  11. A.M.M.T. Karim, M.K.R. Khan, M.S. Hossain. ACS Omega 6, 26, 16775 (2021)
  12. A. Kore, H. Murari, P. Singh. J. Phys. D 54, 30, 305503 (2021)
  13. A. Shukla, V.K. Sharma, S.K. Gupta, A.S. Verma. Mater. Res. Express 6, 12, 126323 (2020)
  14. P. Wu, Y. Xiong, L. Sun, G. Xie, L. Xu. Organic Electron. 55, 90 (2018)
  15. H. Xie, S. Hao, J. Bao, T.J. Slade, G.J. Snyder, C. Wolverton, M.G. Kanatzidis. J. Am. Chem. Soc. 142, 20, 9553 (2020)
  16. T. Ye, X. Wang, X. Li, A.Q. Yan, S. Ramakrishna, J. Xu. J. Mater. Chem. C 5, 5, 1255 (2017)
  17. L. Yu, W. Kassem, R. Bude, L. Divay, J. Amrit, S. Volz. 21st Int. Workshop on Thermal Investigations of ICs and Systems (THERMINIC) B, 1 (2015)
  18. E. Menendez-Proupin, P. Palacios, P. Wahnon, J.C. Conesa. Phys. Rev. B 90, 4, 045207 (2014)
  19. P. Umari, E. Mosconi, F. De Angelis. Sci. Rep. 4, 1, 4467 (2013)
  20. G.K.H. Madsen, D.J. Singh. Comp.Phys. Commun. 175, 1, 67 (2006)
  21. S. Saini, I. Matsumoto, S. Kishishita, A.K. Baranwal, T. Yabuki, S. Hayase, K. Miyazaki. Jpn J. Appl. Phys. 61, SE1019 (2022)
  22. Y. Takahashi, R. Obara, Z.-Z. Lin, Y. Takahashi, T. Naito, T. Inabe, S. Ishibashi, K. Terakura. Dalton Trans. 40, 20, 5563 (2011)
  23. X. Mettan, R. Pisoni, P. Matus, A. Pisoni, J. Ja cimovic, B. Nafradi, M. Spina, D. Pavuna, L. Forro, E. Horvath. J. Phys. Chem. C 119, 21, 11506 (2015)
  24. S. Yu, F. Qian, M. Hu, Z. Ge, J. Feng, X. Chong. Mater. Lett. 308, Part A, 131127 (2022)
  25. T. Das, G. Di Liberto, G. Pacchioni. J. Phys. Chem. C 126, 4, 2184 (2022)
  26. Z.-Q. Ma, H. Pan, P.K. Wong. J. Electron. Mater. 45, 11, 5956 (2016)
  27. T. Shi, H. Zhang, W. Meng, Q. Teng, M. Liu, X. Yang, Y. Yan, H.-L. Yip, Y.-J. Zhao. J. Mater. Chem. A 5, 29, 15124 (2017)
  28. Y.S. Wudil, Q. Peng, A.Q. Alsayoud, M.A. Gondal. Comput. Mater. Sci. 201, 110917 (2022)
  29. A.M. Ganose, J. Park, A. Faghaninia, R. Woods-Robinson, K.A. Persson, A. Jain. Nature Commun. 12, 1, 2222 (2021)
  30. M. Zhang, K. Chen, Y. Wei, W. Hu, Z. Cai, J. Zhu, Q. Ye, F. Ye, Z. Fang, L. Yang, Q. Liang. Crystals 13, 3, 410 (2023)
  31. B.A. Rosales, L. Wei, J. Vela. J. Solid State Chem. 271, 206 (2019)
  32. G. Kresse, M. Marsman, J. Furthmuller. Vienna ab initio simulation package. VASP the guide. UniversitatWien, Wien (2018). 233 p
  33. C. Jacoboni. Theory of Electron Transport in Semiconductors. Springer, Berlin (2010). 588 p
  34. A. Cantarero, X. Alvarez. In: Nanoscale Thermoelectrics / Eds X. Wang, Zh.M. Wang. Springer, Berlin (2014). P. 141
  35. S. Ponce, E.M. Margine, C. Verdi, F. Giustino. arXiv:1604.0325[cond-mat.mtrl-sci]
  36. J.-J. Zhou, J. Park, I.-T. Lu, I. Maliyov, X. Tong, M. Bernardi. Comp. Phys. Commun. 264, 107970 (2021)
  37. B.A. Auld. Acoustic Fields and Waves in Solids. Wiley Intersci. Pub., N.Y. (1973). 411 p
  38. J.P. Perdew, A. Ruzsinszky, G.I. Csonka, O.A. Vydrov, G.E. Scuseria, L.A. Constantin, X. Zhou, K. Burke. Phys.Rev. Lett. 100, 13, 136406 (2008)
  39. T. Baikie, Y. Fang, J.M. Kadro, M. Schreyer, F. Wei, S.G. Mhaisalkar, M. Graetzel, T.J. White. J. Mater. Chem. A 1, 18, 5628 (2013)
  40. T.M. Tritt. Thermal Conductivity. Theory, Properties and Applications. Kluver Academic, N.Y. (2004). 290 p
  41. G.A. Slack, S. Galginaitis. Phys. Rev. 133, 1A, A253 (1964)
  42. G.A. Slack. J. Phys. Chem. Solids 34, 2, 321 (1973)
  43. G. Slack. Solid State Phys. 34, 1 (1979)
  44. D. Morelli, G.A. Slack. In: High Thermal Conductivity Materials / Eds S.L. Shinde, J.S. Goela. Springer, Berlin (2006). P. 37
  45. T. Jia, G. Chen, Y. Zhang. Phys. Rev. B 95, 15, 155206 (2017)
  46. C.L. Julian. Phys. Rev. 137, 1A, A128 (1965)
  47. O.L. Anderson. J. Phys. Chem. Solids 24, 7, 909 (1963)
  48. D. Connetable, O. Thomas. Phys. Rev. B 79, 9, 094101 (2009)
  49. A.M.A. Leguy, J.M. Frost, A.P. McMahon, V. Garcia Sakai, W. Kockelmann, C. Law, X. Li, F. Foglia, A. Walsh, B.C. O'Regan, J. Nelson, J.T. Cabral, P.R.F. Barnes. Nature Commun. 6, 1, 7124 (2015)
  50. J. Wei, L. Yang, Zh. Ma, P. Song, M. Zhang, J. Ma, F. Yang, X. Wang. J. Mater. Sci. 55, 27, 12642 (2020)
  51. X.-L. Shi, X. Tao, J. Zou, Zh.-G. Chen. Adv. Sci. 7, 7, 1902923 (2020)
  52. В.П. Жуков, Е.В. Чулков. ФТТ 64, 12, 1891 (2022)
  53. J.-H. Pohls, Z. Luo, U. Aydemir, J.-P. Sun, S. Hao, J. He, I.G. Hill, G. Hautier, A. Jain, X. Zeng, C. Wolverton, G.J. Snyder, H. Zhu, M.A. White. J. Mater. Chem. A 6, 40, 19502 (2018)
  54. D. Ginting, C.-C. Lin, J.-S. Rhyee. Energies 13, 1, 72 (2019)
  55. S.Q. Bai, X.Y. Huang, L.D. Chen, W. Zhang, X.Y. Zhao, Y.F. Zhou. Appl. Phys. A 100, 4, 1109 (2010)
  56. A. Togo, L. Chaput, I. Tanaka. Phys. Rev. B 91, 9, 094306 (2015)
  57. C. Motta, F. El-Mellouhi, S. Kais, N. Tabet, F. Alharbi, S. Sanvito. Nature Commun. 6, 1, 7026 (2015)
  58. Q. Wang, Y. Tang, Z. Horita, S. Iikubo. Mater. Res. Lett. 10, 8, 521 (2022)
  59. L. Ma, D. Guo, M. Li, C. Wang, Z. Zhou, X. Zhao, F. Zhang, Z. Ao, Z. Nie. Chem. Mater. 31, 20, 8515 (2019)
  60. G.P. Nagabhushana, R. Shivaramaiah, A. Navrotsky. Proc. Nat. Acad. Sci. 113, 28, 7719 (2016).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme