Mapa de los compuestos Zintl AM2Pn2

El AM2Pn2 (A= Ca, Sr, Ba, Yb, Mg; M = Zn, Cd, Mg; y 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 cellsEn este trabajo, exploraremos, desde los primeros principios, toda la familia de compuestos AM2Pn2 en términos de su estructura en estado fundamental, estabilidad termodinámica y estructura electrónica.También realizamos fotoluminiscencia espectroscopia en polvo a granel y muestras de película delgada para verificar nuestros resultados, incluidas las primeras mediciones de los intervalos de banda de SrCd2P2 y CaCd2P2.

Los compuestos AM2Pn2 muestran una amplia estabilidad, son en su mayoría isostruturales a CaAl2Si2 (P3̅m1), y cubren una amplia gama de bandas de 0 a más allá de 3 eV.Esto podría hacerlos útiles para una variedad de propósitos, para los que proponemos varios candidatos, como CaZn2N2 para los absorbedores solares de las celdas superiores en tándem y SrCd2Sb2 y CaZn2Sb2 para los detectores de infrarrojos.encontramos que Mg3Sb2 es el más prometedor como material termoeléctrico debido a varias bolsas de banda de valencia fuera de Γ, que son únicas para ella entre las composiciones estudiadas aquí.

Aquí, hemos estudiado sistemáticamente la estabilidad de fase y la estructura de banda electrónica de los compuestos AM2Pn2 en una amplia gama de composiciones, utilizando cálculos de primeros principios,La mayoría de las composiciones estudiadas aquí son estables e isostruturales y poseen una amplia gama de bandas.La brecha de banda generalmente aumenta a medida que disminuye la masa Pn; mientras que los bismuturos son en su mayoría metálicos, ciertos nitritos tienen brechas de banda mayores a 3 eV.Comparamos los resultados con la literatura experimental y los complementamos con nuevos resultados experimentalesNuestro trabajo puede utilizarse para comprender los compuestos AM2Pn2 bien establecidos, sugerir nuevos compuestos AM2Pn2 para sintetizar y sugerir aplicaciones específicas para ciertas químicas.