Mapa związków Zintl AM2Pn2

W przypadku AM2Pn2 (A= Ca, Sr, Ba, Yb, Mg; M = Zn, Cd, Mg; i Pn = N, P, As, Sb, Bi) family of Zintl phases has been known as thermoelectric materials and has recently gained much attention for highly promising materials for solar absorbers in single-junction and tandem solar cellsW niniejszym artykule, od pierwszych zasad, zbadamy całą rodzinę związków AM2Pn2 pod względem ich struktury stanu podstawowego, stabilności termodynamicznej i struktury elektronicznej.Wykonujemy również fotoluminescencyjną spektroskopię na próbach proszku masowego i cienkich folii w celu zweryfikowania naszych wyników, w tym pierwsze pomiary przerw pasmowych SrCd2P2 i CaCd2P2.

Związki AM2Pn2 wykazują szeroką stabilność, są w większości izostrukturalne do CaAl2Si2 (P3̅m1) i obejmują szeroki zakres przepaści pasmowych od 0 do powyżej 3 eV.Dzięki temu mogą być przydatne do różnych celów., dla których proponujemy kilka kandydatów, takich jak CaZn2N2 dla tandem top cell absorberów słonecznych oraz SrCd2Sb2 i CaZn2Sb2 dla detektorów podczerwieni.Mg3Sb2 jest najbardziej obiecujący jako materiał termoelektryczny ze względu na kilka z dala od gamma., które są wyjątkowe wśród badanych tutaj kompozycji.

Tutaj systematycznie badaliśmy stabilność fazową i strukturę pasma elektronicznego związków AM2Pn2 w szerokim zakresie kompozycji, wykorzystując obliczenia pierwszych zasad,Wyniki badania wykazały, że większość badanych tutaj kompozycji jest stabilna i izostrukturalna oraz że posiadają one szeroki zakres luki pasmowej.Przepaść pasmowa zazwyczaj wzrasta wraz ze zmniejszaniem masy Pn; podczas gdy bismutydy są głównie metalowe, niektóre azotyny mają przepaści pasmowe większe niż 3 eV.Porównujemy wyniki z literaturą eksperymentalną i uzupełniamy je nowymi wynikami eksperymentalnymiNasza praca może być wykorzystana do zrozumienia dobrze ugruntowanych związków AM2Pn2, zaproponowania nowych związków AM2Pn2 do syntezy i zaproponowania konkretnych zastosowań dla niektórych chemikaliów.