무기물 할라이드 페로브스카이트 CsPbBr3 에서의 팔면체 회전과 탄성 상수 계산 = Octahedral Tilting and Elastic Properties of the Inorganic Halide Perovskite CsPbBr3

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

We present the results of first-principles calculations for the octahedral tilting structure and the elastic properties of the inorganic halide pervoskite CsPbBr3. The structural optimization was performed for 23 space groups generated by octahedral tilting and in this paper, the low-energy space group is discussed based on the optimized structure. Our calculations not only confirm the experimental findings from high temperature to low temperature structure, but also predict new stable phase of space group number 11. We also correlate the octahedral tilting with the tolerance factor of the halide pervoskite CsPbBr3. In addition, the elastic constants and the elastic properties of the CsPbBr3. structures were calculated. The change in the elastic constant with the space group was analyzed, focusing on how it is related to octahedral tilting.

국문 초록 (Abstract)

우리는 본 연구에서 할라이드 페로브 스카이트 중 하나인 CsPbBr3. 에 대한 제일원리 계산 결과를보고하고자 한다. 팔면체의 회전(Octahedral tilting)을 고려해서 23개의 공간군에 대한 구조 최적화를수행하였으며 그에 따른 저온 안정화 구조에 대하여 논의하고자 한다. 우리의 계산결과는 고온상과저온상의 상전이를 이해하는데 도움이 될 뿐 아니라, 저온에서의 새로운 상(공간군 11번) 에 관한 예측도제공한다. 이러한 산소팔면체의 회전에 따른 상의 안정화는 CsPbBr3. 에서의 공차계수 (tolerance factor) 와 밀접한 관련이 있음을 보여준다. 또한 CsPbBr3. 의 구조에 따른 탄성상수와 이와 관련된물리량에 대한 체계적인 연구결과를 보고하고자 한다. 이러한 탄성상수의 공간군에 따른 변화는 팔면체틸팅과 어떠한 관련이 있는지를 중심으로 해석하였다.

참고문헌 (Reference)

• 1 M. A. Green, 8 : 506-, 2014
• 2 W. Li, 2 : 16099-, 2017
• 3 J. W. Jaeken, 207 : 445-, 2016
• 4 R. Hill, 65 : 349-, 1952
• 5 Z. J. Wu, 76 : 054115-, 2007
• 6 N. Song, 91 : 134104-, 2015
• 7 K. Momma, 44 : 1272-, 2011
• 8 Y. Zhao, 45 : 655-, 2016
• 9 I. Chung, 485 : 486-, 2012
• 10 H. S. Kim, 2 : 1-, 2012
• 11 Q. Dong, 347 : 967-, 2015
• 12 G. Kieslich, 6 : 3430-, 2015
• 13 J. Young, 7 : 918-, 2016
• 14 A. M. Glazer, 28 : 3384-, 1972
• 15 M. W. Lufaso, 57 : 725-, 2001
• 16 J. Tian, 10 : 2000183-, 2020
• 17 V. B. Mykhaylyk, 10 : 8601-, 2020
• 18 C. -J. Yu, 4 : 045402-, 2020
• 19 W. C. Lee, 10 : 18781-, 2020
• 20 Y. Hassan, 591 : 72-, 2021
• 21 K. Tatsumi, 15 : 6549-, 2003
• 22 R. Yu, 181 : 671-, 2010
• 23 V. Wang, 267 : 108033-, 2021
• 24 R. Golesorkhtabar, 184 : 1861-, 2013
• 25 W. F. Perger, 180 : 1753-, 2009
• 26 Z. L. Liu, 270 : 108180-, 2022
• 27 G. Kresse, 54 : 11169-, 1996
• 28 G. Kresse, 59 : 1758-, 1999
• 29 J. P. Perdew, 78 : 1396-, 1997
• 30 H. J. Monkhorst, 13 : 5188-, 1976
• 31 N. Xie, 32 : 315901-, 2020
• 32 김도균, "페로브스카이트 구조의 유기무기합성 물질의 구조적 안정성 연구" 한국물리학회 70 (70): 1022-1029, 2020
• 33 오정석, "단일 스텝 스핀 코팅 방법에서 증발 제어 공정 변경에 따른 페로브스카이트 박막 물성 및 태양 전지 소자 특성 변화에 관한 연구" 한국물리학회 68 (68): 1208-1214, 2018
• 34 Zhong-Li Liu, "arXiv:2002.00005"
• 35 N. W. Ashcroft, "Solid State Physics" Harcourt College Publishers 1976
• 36 "Materialsproject"
• 37 송나영, "BaSnO3에서의 여러 Hybrid functional 을 이용한 전자구조 비교 계산" 한국물리학회 64 (64): 760-766, 2014