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空间科学与物理学院本科生在国际核心期刊发表文章

发布日期:2020年10月14日 16:44 点击次数:

[本站讯]近日,空间科学与物理学院2017级本科生尹若彤以第一作者身份在“ACS Appl. Mater. Interfaces”期刊ACS Appl. Mater. Interfaces(影响因子8.758,SCI一区期刊)上发表文章“Modulation Effect Generated by A Cations in Hybrid A2BBX6Double Halogen Perovskite Materials”,本文通讯作者为空间科学与物理学院教师吕英波,山东大学为唯一完成单位。

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随着能源紧缺和环境问题的日益严重,清洁、高效的太阳能的利用便成为学术界和产业界的研究热点。近些年,钙钛矿太阳能电池备受瞩目。在目前被广泛研究的钙钛矿材料中,双钙钛矿材料无毒且稳定性较高,因此逐渐在太阳能电池等光电领域崭露头角。双钙钛矿材料和标准钙钛矿材料的结构差异导致它们的物理性质也呈现不同的变化趋势。比如在标准钙钛矿材料中,晶格畸变和无机原子之间的相对位移会导致成键作用发生变化,进而使得带宽增大。但是双钙钛矿材料的晶格畸变和带宽变化的趋势却有所不同。因此尹若彤所发文章研究了纯无机Cs2AgBiBr6和杂化有机无机(MA)2AgBiBr6(MA=CH3NH3)这两种双钙钛矿材料。与纯无机原子Cs相比,有机分子MA的特殊形状和两端不同的成键活性使得双钙钛矿结构中的AgBiBr网格产生较大的形变。本文通过第一性原理模拟研究了这两种材料的几何结构和电子结构,从原子间成键作用的变化等因素分析实验上测得的光学带宽变化情况。Cs2AgBiBr6是标准的立方晶格结构,但是在(MA)2AgBiBr6中MA分子内部的不平衡电荷分布和不等价的化学活性使其与无机晶格产生复杂的成键作用,从而产生明显的晶格畸变。由于s/d轨道的电子波函数分布和p轨道的波函数分布不同,所以MA分子引起的晶格畸变和Ag / Bi与Br之间的横向位移并不会改变带边结构。然而MA分子与无机晶格之间复杂的成键作用令Ag-Br或Bi-Br的键长分布在一个较宽的变化区间内,即每个金属-阴离子键的强度不再相同,进而使得能带变宽,最终导致(MA)2AgBiBr6的禁带宽度略有减小。通过上述研究,加深了对A2BBX6型卤族双钙钛矿材料中的成键作用和电子结构的了解,能够对其在光电领域的应用起到积极的促进作用。

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校区高度重视本科生的创新能力培养,积极组织教师指导学生从事科技创新活动,结合本科生导师制、大学生科研立项、双创冬令营和创新物理实验等创新人才培养机制和平台建设,组织学生参与全国和省部级的各类科技创新大赛,取得了一系列优异成绩。尹若彤同学自从大一进入空间科学与物理学院以来,得益于大力实施的本科生导师制、科研立项、科研班主任和科研助理等措施,很早就进入实验室,跟随指导老师进行科技创新和科学研究工作。在从事科研工作的过程中,她勤于思考、刻苦钻研,取得了突出的科研成果,获得过各类省部级竞赛奖项。

本论文的研究工作得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金、威海市重点实验室和山东大学(威海)超级计算中心的支持。

论文链接https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.0c13374


【供稿单位:威海校区宣传部    作者:吕英波    编辑:新闻网工作室    责任编辑:宁敏宇 张丹丹  】

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