Bản đồ các hợp chất Zintl AM2Pn2

AM2Pn2 (A= Ca, Sr, Ba, Yb, Mg; M = Zn, Cd, Mg; và 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 cellsTrong bài báo này, chúng tôi sẽ, từ các nguyên tắc đầu tiên, khám phá toàn bộ gia đình các hợp chất AM2Pn2 về cấu trúc trạng thái cơ bản, sự ổn định nhiệt động học và cấu trúc điện tử.Chúng tôi cũng thực hiện quang phổ quang chiếu trên bột lớn và các mẫu phim mỏng để xác minh kết quả của chúng tôi, bao gồm các phép đo đầu tiên của các khoảng trống băng tần của SrCd2P2 và CaCd2P2.

Các hợp chất AM2Pn2 thể hiện sự ổn định rộng rãi, chủ yếu là cấu trúc đồng với CaAl2Si2 (P3̅m1), và bao gồm một loạt các khoảng trống băng tần từ 0 đến hơn 3 eV.Điều này có thể làm cho chúng hữu ích cho nhiều mục đích khác nhau, mà chúng tôi đề xuất một số ứng cử viên, chẳng hạn như CaZn2N2 cho các bộ hấp thụ năng lượng mặt trời tế bào hàng đầu song song và SrCd2Sb2 và CaZn2Sb2 cho các máy dò hồng ngoại.chúng tôi thấy rằng Mg3Sb2 có hứa hẹn nhất như là một vật liệu nhiệt điện do một số túi băng tần ngoài., mà là duy nhất cho nó trong số các thành phần nghiên cứu ở đây.

Ở đây, chúng tôi đã nghiên cứu một cách có hệ thống sự ổn định pha và cấu trúc băng tần điện tử của các hợp chất AM2Pn2 trong một loạt các thành phần, sử dụng các tính toán nguyên tắc đầu tiên,phát hiện ra rằng phần lớn các thành phần được nghiên cứu ở đây là ổn định và isostructural và rằng chúng có một phạm vi rộng các khoảng trống băng tầnKhoảng cách dải thường tăng khi khối lượng Pn giảm; trong khi bismuthides chủ yếu là kim loại, một số nitrid có khoảng cách dải lớn hơn 3 eV.Chúng tôi so sánh kết quả với văn học thí nghiệm và bổ sung cho chúng với kết quả thí nghiệm mớiCông việc của chúng tôi có thể được sử dụng để hiểu các hợp chất AM2Pn2 đã được thiết lập tốt, đề xuất các hợp chất AM2Pn2 mới để tổng hợp và đề xuất các ứng dụng cụ thể cho một số hóa chất nhất định.