Παρακαλώ χρησιμοποιήστε αυτό το αναγνωριστικό για να παραπέμψετε ή να δημιουργήσετε σύνδεσμο προς αυτό το τεκμήριο: https://hdl.handle.net/10442/19507
Export to:   BibTeX  | EndNote  | RIS
Εξειδίκευση τύπου : Άρθρο σε επιστημονικό περιοδικό
Τίτλος: Tailoring the Electronic and Structural Properties of Lead-Free A2ZrX6 "Defect" Perovskites: A DFT Study on A-Site Cation and Halogen Substitutions
Δημιουργός/Συγγραφέας: Kolokytha, Christina
[EL] Τζέλη, Δήμητρα[EN] Tzeli, Demetersemantics logo
[EL] Λαθιωτάκης, Νεκτάριος N.[EN] Lathiotakis, Nektarios N.semantics logo
Ημερομηνία: 2025-08-25
Γλώσσα: Αγγλικά
ISSN: 1996-1944
DOI: 10.3390/ma18173976
Άλλο: 40942399
Περίληψη: Lead-free A2ZrX6 "defect" perovskites hold significant potential for many optoelectronic applications due to their stability and tunable properties. Extending a previous work, we present a first-principles density functional theory (DFT) study, utilizing PBE and HSE06 functionals, to systematically investigate the impact of A-site cation and X-site halogen substitutions on the structural and electronic properties of these materials. We varied the A-site cation, considering ammonium, methylammonium, dimethylammonium, trimethylammonium, and phosphonium, and the X-site halogen, trying Cl, Br, and I. Our calculations reveal that both these substitutions significantly affect the band gap and the lattice parameters. Increasing A-site cation size generally enlarges the unit cell, while halogen electronegativity directly correlates with the band gap, yielding the lowest values for iodine-containing systems. We predict a broad range of band gaps (from ~4.79 eV for (PH4)2ZrCl6 down to ~2.11 eV for MA2ZrI6 using HSE06). The (PH4)2ZrX6 compounds maintain cubic crystal symmetry, unlike the triclinic of the ammonium-derived systems. Finally, our calculations show that the MA cation yields the smallest band gap among the ones studied, a result that is attributed to its size and the charges of the hydrogen atoms attached to nitrogen. Thus, our findings offer crucial theoretical insights into A2ZrX6 structure-property relationships, demonstrating how A-site cation and halogen tuning enables control over electronic and structural characteristics, thus guiding future experimental efforts for tailored lead-free perovskite design.
Τίτλος πηγής δημοσίευσης: Materials (Basel, Switzerland)
Τόμος/Κεφάλαιο: 18
Τεύχος: 17
Θεματική Κατηγορία: [EL] Ανόργανη χημεία[EN] Inorganic chemistrysemantics logo
[EL] Φυσική και θεωρητική χημεία[EN] Physical and theoretical chemistrysemantics logo
Λέξεις-Κλειδιά: hybrid DFT calculations
hybrid organic–inorganic perovskites
materials for energy applications
optoelectronic properties
Χρηματοδότης: European Union
Χρηματοδοτικό πρόγραμμα: Flagship Research Projects in challenging interdisciplinary sectors with practical applications in Greek Industry
Αναγνωριστικό χρηματοδοτικού προγράμματος: TAEDR-0537347
Κάτοχος πνευματικών δικαιωμάτων: © 2025 by the authors. Licensee MDPI, Basel, Switzerland.
Όροι και προϋποθέσεις δικαιωμάτων: This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY) license (https://creativecommons.org/ licenses/by/4.0/).
Ηλεκτρονική διεύθυνση στον εκδότη (link): https://doi.org/10.3390/ma18173976
Εμφανίζεται στις συλλογές:Ινστιτούτο Θεωρητικής και Φυσικής Χημείας (ΙΘΦΧ) - Επιστημονικό έργο

Αρχεία σε αυτό το τεκμήριο:
Αρχείο Περιγραφή ΣελίδεςΜέγεθοςΜορφότυποςΈκδοσηΆδεια
Kolokytha et al_2025_materials-18-03976 (1).pdfOpen access article4.25 MBAdobe PDFΔημοσιευμένη/του ΕκδότηccbyΔείτε/ανοίξτε