Mappa dei composti Zintl AM2Pn2

L'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 cellsIn questo articolo, esploreremo, a partire dai primi principi, l'intera famiglia di composti AM2Pn2 in termini di struttura allo stato di base, stabilità termodinamica e struttura elettronica.Per verificare i risultati, eseguiamo anche una spettroscopia fotoluminescente su campioni di polvere sfuse e film sottile., comprese le prime misurazioni dei intervalli di banda di SrCd2P2 e CaCd2P2.

I composti AM2Pn2 mostrano una vasta stabilità, sono per lo più isostrutturali a CaAl2Si2 (P3̅m1), e coprono una vasta gamma di intervalli di banda da 0 a oltre 3 eV.Questo potrebbe renderli utili per vari scopi., per i quali proponiamo diversi candidati, come CaZn2N2 per gli assorbitori solari tandem top cell e SrCd2Sb2 e CaZn2Sb2 per i rilevatori a infrarossi.Troviamo che Mg3Sb2 è il più promettente come materiale termoelettrico a causa di diverse sacche fuori gamma di valenza, che sono uniche tra le composizioni qui studiate.

Qui, abbiamo studiato sistematicamente la stabilità di fase e la struttura di banda elettronica dei composti AM2Pn2 in una vasta gamma di composizioni, utilizzando calcoli di primo principio,La maggior parte delle composizioni studiate sono stabili e isostrutturali e presentano una vasta gamma di intervalli di banda.L'intervallo di banda aumenta generalmente con la diminuzione della massa Pn; mentre i bismutidi sono per lo più metallici, alcuni nitruri hanno intervalli di banda superiori a 3 eV.Confrontiamo i risultati con la letteratura sperimentale e li completiamo con nuovi risultati sperimentaliIl nostro lavoro può essere utilizzato per comprendere i composti AM2Pn2 ben consolidati, suggerire nuovi composti AM2Pn2 da sintetizzare e suggerire applicazioni specifiche per determinate sostanze chimiche.