第一性原理研究HC(NH 2 ) 2 PbI 3 钙钛矿(三方相VS六方相)的结构及光电特性

采用第一性原理,研究三方及六方相FAPbI_3（FA=HC（NH_2）_2^＋）钙钛矿的结构及光电特性.结果表明,FAPbI_3钙钛矿由三方到六方的形变能够扭转PbI_3骨架,改变Pb—I键合特性,进而改变其禁带宽度值.两种晶体均属于直接带隙半导体,三方相FAPbI_3的直接带隙点位于布里渊区Z（0,0,0.5）对称点,具有较为理想的约1.50 e V的禁带宽度; 六方相FAPbI_3的直接带隙点位于Γ（0,0,0）对称点,具有约2.50 e V的禁带宽度.FA离子不直接参与电子跃迁过程,仅仅充当电荷供体为PbI_3骨架提供超过0.7 e的电荷.相比于六方相晶体,三方相FAPbI_3具有更小的载流子有效质量,吸收光谱发生了显著的红移,并且其吸收特性优于六方相FAPbI_3和四方相MAPbI_3（MA=CH3NH3＋）钙钛矿.六方相FAPbI_3比三方相晶系更稳定,FA和PbI_3骨架之间的结合作用力强于MA和PbI_3骨架之间的作用力.