Mapa dos compostos Zintl AM2Pn2

A AM2Pn2 (A= Ca, Sr, Ba, Yb, Mg; M = Zn, Cd, Mg; e Pn = N, P, As, Sb, Bi) family of Zintl phases has been known as thermoelectric materials and has recently gained much attention for highly promising materials for solar absorbers in single-junction and tandem solar cellsNeste artigo, vamos, a partir de princípios iniciais, explorar toda a família de compostos AM2Pn2 em termos de sua estrutura do estado fundamental, estabilidade termodinâmica e estrutura eletrônica.Também realizamos fotoluminescência espectroscopia em pó a granel e amostras de filme fino para verificar os nossos resultados, incluindo as primeiras medições das lacunas de banda de SrCd2P2 e CaCd2P2.

Os compostos AM2Pn2 exibem ampla estabilidade, são principalmente isostruturais para CaAl2Si2 (P3̅m1), e cobrem uma ampla gama de intervalos de banda de 0 a além de 3 eV.Isto pode torná-los úteis para uma variedade de propósitos., para os quais propomos vários candidatos, como o CaZn2N2 para absorvedores solares de célula superior em tándem e SrCd2Sb2 e CaZn2Sb2 para detectores infravermelhos.Descobrimos que Mg3Sb2 tem a mais promissora como um material termoelétrico devido a várias bolsas de banda de valência fora de Γ, que são únicas para ele entre as composições estudadas aqui.

Aqui, estudamos sistematicamente a estabilidade de fase e a estrutura de banda eletrônica dos compostos AM2Pn2 numa ampla gama de composições, utilizando cálculos de primeiros princípios,A maioria das composições aqui estudadas são estáveis e isostruturais e possuem uma ampla gama de lacunas de banda.O intervalo de banda geralmente aumenta à medida que a massa Pn diminui; enquanto os bismutídeos são principalmente metálicos, certos nitritos têm intervalos de banda maiores que 3 eV.Comparamos os resultados com a literatura experimental e complementamo-los com novos resultados experimentaisO nosso trabalho pode ser utilizado para compreender os compostos AM2Pn2 bem estabelecidos, sugerir novos compostos AM2Pn2 para sintetizar e sugerir aplicações específicas para certas químicas.