一价铜离子掺杂无铅钙钛矿Cs_(2)AgBiBr_(6)对晶体结构和电学性能影响第一性原理模拟研究

无铅双钙钛矿Cs_(2)AgBiBr_(6)作为环境友好型材料受到了核辐射探测领域的广泛关注,实验上发现对Cs_(2)AgBiBr_(6)进行Cu^(+)掺杂能够显著提高材料稳定性与光电转换率。目前Cu^(+)掺杂Cs_(2)AgBiBr_(6)的影响还未得到理论系统研究,本文基于第一性原理,采用密度泛函,开展了Cu^(+)掺杂Cs_(2)AgBiBr_(6)对结构和电学性能影响的模拟研究。研究结果表明,Cu^(+)掺杂会提高Cs_(2)AgBiBr_(6)的稳定性。掺杂形成的Cs_(2)Ag_(1-x)Cu_(x)BiBr_(6)与原始材料Cs_(2)AgBiBr_(6)皆为间接带隙半导体,并随着Cu^(+)掺杂比例提高能带间隙会显著缩短。根据态密度图分析,能带间隙缩短是由于Cu^(+)掺杂会导致由Bi6p轨道主导的导带底部下移。Cs_(2)Ag_(1-x)Cu_(x)BiBr_(6)相比Cs_(2)AgBiBr_(6)具有更高的稳定性与更优的电学性能,可作为半导体辐射探测器的候选材料。