掺杂诱导的缺陷束缚激子发光:Cs_(2)SnCl_(6)掺杂Te^(4+),Sb^(3+)和La^(3+)离子光致发光的第一性原理研究OA

空位有序双钙钛矿Cs_(2)SnCl_(6)因其在发光和显示领域的重要应用前景而备受关注.然而,其掺杂Te^(4+),Sb^(3+)和La^(3+)离子分别形成的570,615和705 nm发光的理论机制尚不明确,制约了该材料的进一步光电应用.为此,本研究基于第一性原理计算,系统探究了Cs_(2)SnCl_(6)分别掺杂Te^(4+),Sb^(3+)和La^(3+)离子体系中载流子的激发态行为与缺陷诱导激子的形成机制.ΔSCF(Delta-self-consistent field)方法模拟激发态发现,在完美晶体中不存在本征自陷激子;而掺杂后引入的Te_(Sn)和Sb_(Sn)的缺陷可在激发态下分别诱导空穴和电子局域化与八面体畸变,形成缺陷束缚激子,其计算PL光子能分别为2.255 eV和2.131 eV,与实验观测的2.175 eV和2.016 eV相符;而掺杂La^(3+)离子引入LaSn缺陷体系并不存在自陷激子,而复合缺陷LaSn+VCl诱导了八面体的畸变,形成了空穴局域态产生了1.63 eV的发射,与实验发现的1.756 eV发射十分相近.该工作揭示了Cs_(2)SnCl_(6)掺杂Te^(4+),Sb^(3+)和La^(3+)离子光致发光的物理起源,为零维钙钛矿的光学调控与光电子应用提供了理论依据.