CsMnBrxI3-x 할라이드 페로브스카이트 광전자 특성 연구

급증하는 에너지 수요에 대응하기 위해 재생에너지, 특히 태양광 에너지 활용이 중요해지고 있으며, 광전자 분야는 열광전 및 광검출기 등 다양한 응용 분야로 확장되고 있습니다. 기존 납(Pb) 기반 페로브스카이트는 광전자 소자 흡수층으로 널리 사용되었으나, 독성과 상 불안정성 문제로 인해 무연(Pb-free) 페로브스카이트에 대한 관심이 증가하고 있습니다. 본 연구는 CsMnBrxI3-x (x = 0, 1, 2, 3) 할라이드 페로브스카이트의 광전자 응용 가능성을 이론적으로 탐색했습니다. 스핀 의존적 일반화 기울기 근사(SGGA) 및 Perdew–Burke–Ernzerhof (PBE) 함수를 포함하는 밀도범함수 이론(DFT)의 Kohn-Sham 프레임워크와 원자 궤도 선형 결합(LCAO) 기저 함수를 활용하여 계산을 수행했습니다. 혼합 할라이드 화합물은 낮은 대칭성의 격자 구조로 이완되었으며, 전반적으로 부드럽고 연성 특성을 보였습니다. 특히 CsMnBrI2는 전단 변형에 대해 부드러운 특성을 나타냈습니다. 모든 화합물은 직접 밴드갭을 가지며, CsMnBrI2를 제외하고 약 1 전자볼트(eV)에 가까운 값을 보였습니다. CsMnBrI2는 훨씬 좁은 직접 밴드갭을 가집니다. 네 가지 샘플 모두 광학적 이방성을 나타냈으나, CsMnBr2I가 가장 등방성이 높았습니다. 모든 샘플은 높은 흡수율과 낮은 반사율을 보여 광전자 소자 재료로서의 잠재력을 시사합니다.