基于第一性原理的铜基钙钛矿Rb_3Cu_2I_5缺陷性能研究

摘要

为探究无铅铜基钙钛矿Rb_3Cu_2I_5缺陷特性及对光电性能的影响，借助第一性原理计算方法，对该材料的晶体结构、电学特性及本征缺陷行为展开系统性研究。结果表明，Rb_3Cu_2I_5为正交晶系直接带隙半导体（带隙2.24e V），价带顶以I-p轨道为主，导带底由Cu-d与I-p轨道耦合形成；明确其纯相形成的化学势稳定区域，富碘环境下本征缺陷形成能更低，I_i、V_(Cu)、I_(Cu)为优势缺陷；替位缺陷Cu_(Rb)、Rb_(Cu)呈中性，其余多数本征缺陷（V_(Rb)、V_(Cu)等）为深能级缺陷，易致载流子非辐射复合，仅Cu_I为浅能级缺陷。文章研究揭示了Rb_3Cu_2I_5缺陷形成规律与能级特征，为其性能优化及光电子器件应用提供理论支撑。