Optická charakterizace anorganických olovnatých halogenidových perovskitů pomocí ab-initio metod

Abstract

Tato práce se zabývá olovnato-halogenidovými perovskity (OHP), novou skupinou materiálů, jež našla své využití v oblastech jako například fotovoltaika a optoelektronika. Potenciál OHP leží v jejich elektronové struktuře a snadno laditelném zakázaném pásu, což má za následek jedinečné fyzikální a funkční vlastnosti. Ke studiu optických vlastností a elektronové struktury OHP využíváme teorie funkcionálu hustoty (DFT). DFT metoda je ab-initio metoda založená na principu minimalizace funkcionálu elektronové hustoty k nalezení základní energie daného systému. DFT metoda společně s hybridními funkcionály byla využita pro získání správné elektronové struktury a hodnoty zakázaného pásu pro krystal CsPbBr3. Teoreticky získaná data byla využita v modelu efektivní hmotnosti k porovnání s fotoluminiscenčními spektry jednotlivých CsPbBr3 nanokrystalů s cílem zjistit energiové hladiny excitonů v závislosti na velikosti a tvaru nanokrystalů.This thesis deals with lead halide perovskites (LHPs), a relatively new group of materials which have found much use in fields such as photovoltaics and optoelectronics. LHPs’ potential lies in their electronic structure and easily tunable band gap, which result in unique physical and functional properties. To study LHPs’ optical properties and electronic structure we employ density functional theory (DFT). The DFT method is an ab-initio method built upon minimization of electron density functional to find the ground state energy of a given system. The DFT method was employed along with the use of hybrid functionals to obtain the correct band structure and band gap of CsPbBr3 bulk. The theoretically obtained data were used in the effective mass model to compare with the photoluminescence emission peaks of individual CsPbBr3 nanocrystals to correctly assess the exciton energy levels based on the nanocrystals’ size, and shape.