نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشکده فیزیک و شتابگرها، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران

2 پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای

3 هیات علمی

4 پژوهشکده فیزیک و شتابگرها، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای

10.24200/nst.2022.1044.1704

چکیده

نانو کریستال CsSnBr3 نسبت به سایر پروسکایت‌های فاقد سرب به دلیل سنتز راحت و ارزان، عملکرد طولانی مدت و پایداری بهتری که از خود نشان می‌دهد یک گزینه مناسب برای استفاده در آشکارسازهای نوری جفت‌شده می‌باشد. در این پژوهش با استفاده از تئوری تابعی چگالی در گام اول خواص الاستیکی و الکترونی CsSnBr3 به دست آورده شد. در نهایت با استفاده از کمیت‌های محاسبه شده، حاصل‌ضرب تحرک‌پذیری و زمان واهلش µτ برای هر دو حامل الکترون و حفره محاسبه گردید. بنابر نتایج به دست آمده، هر دو حامل دارای حاصل‌ضرب µτ از مرتبه (V/2cm) 10-3 می‌باشند، که دلیل اصلی چنین ترابرد بزرگی را می‌توان به کوچک بودن جرم مؤثر حاملان بار نسبت داد. در حالی که این حاصل‌ضرب برای آشکارسازهای تجاری از قبیل CdTe و CZT برای الکترون از مرتبه 2-10-3-10 و برای حفره از مرتبه 4-10-5-10 گزارش شده است. بنابراین به دلیل یکسان بودن حاصل‌ضرب µτ در کریستال CsSnBr3 ، پالس نهایی حاصل از جمع‌آوری هر دو حامل بار یعنی الکترون و حفره خواهد بود. در نتیجه ساختار CsSnBr3 نسبت آشکارسازهایی از قبیل CdTe و CZT می تواند پتانسیل بهتری برای استفاده در آشکارسازهای پرتو ایکس و گاما از خود می‌تواند نشان دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

A study of electronic and transport properties of CsSnBr3: A first principle study

نویسندگان [English]

  • safieh nazari doliskani 1
  • ِYavar Taghipour Azar 2
  • zafar riazi 3
  • nadia babaei bidmeshki 4

1 Physics & Accelerator School, Nuclear Science and Technology Research Institute, AEOI

2 پژوهشگاه

3 دکتر

4 Physics & Accelerator School, Nuclear Science and Technology Research Institute

چکیده [English]

CsSnBr3 nanocrystals are better than other lead-free perovskites because of their easy and low-cost synthesis, long-term function, and good stability. It is a suitable selection for using in tandem photodetectors. In this study using the density functional theory, in the first stage, the elastic and electronic properties were calculated. Finally, using the calculated quantities, the product of mobility-lifetime (µτ) of the charge carriers of CsSnBr3 was calculated. According to the results obtained, both of the electron and the hole have the lifetime-mobility product of an order 10-3 (V / cm2). The main reason of which can be attributed to the small effective mass of the charge carriers. However, this product has been reported for commercial detectors such as CdTe and CZT for electrons was of an order 10-3-10-2 and for holes in of an order 10-4-10-5. Therefore, due to the same of the product µτ in the CsSnBr3 crystal, the final pulse will be the sum of both charge carriers namely electron and hole. As a result, the CsSnBr3 structure respect to CdTe and CZT detectors can show better potential for use in X-ray and gamma detectors.

کلیدواژه‌ها [English]

  • : perovskite
  • elastic constant
  • effective mass
  • deformation potential
  • mobility-lifetim product