Abstract The structural, electronic and optical properties of indium based novel combinations of ternary perovskite oxides YInO3 (Y = Rb, Cs, Fr) are investigated by first Principles DFT-based calculations scheme via Full Potential Linearly Augmented Plane Wave (FP-LAPW) technique. Comprehensive study is done among three cations (Rb, Cs, Fr) in the same order of symmetry in ABO3 cubical phase. Electronic properties are improved through PBE plus Tran and Blaha modified Becke-Johnson (PBE + TB-mBJ) functional. Using PBE-GGA, indirect band gaps are calculated to be 2.38 eV, 1.92 eV for RbInO3 and CsInO3, respectively. Whereas, FrInO3 exhibits direct band gap of 1.82 eV. However, these band gap values show improvement in all cases by the use of PBE + TB-mBJ functional. The phonon dispersion curves exhibit no imaginary phonon frequencies indicating that the studied compounds are structurally and dynamically stable. TDOS and PDOS results show the highest contribution of Fr-7s and In-5p states of FrInO3 in increasing conductivity. The electronic charge density contours depict covalent character between In O atoms. Whereas, spherical contours around the cations (Rb, Cs, Fr) show their ionic bonding. The optical analysis illustrates that the studied compounds possess conductivity and absorptivity in a wide range of the incident photon energies with their minimal reflectivity. The overall analyses depict that the considered compounds are potential candidates for applications in optoelectronic and other allied devices.

中文翻译：

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使用 mBJ 近似法研究 YInO3（Y = Rb、Cs、Fr）钙钛矿氧化物的结构、电子和光学特性，用于光电应用：第一性原理研究

摘要 通过基于第一原理 DFT 的计算方案通过全电位线性增强平面波 (FP-LAPW) 技术研究了基于铟的新型三元钙钛矿氧化物 YInO3 (Y = Rb, Cs, Fr) 的结构、电子和光学特性. 对ABO3立方相中按相同对称顺序的三种阳离子（Rb、Cs、Fr）进行了综合研究。通过 PBE 加 Tran 和 Blaha 改进的 Becke-Johnson (PBE + TB-mBJ) 函数改进了电子特性。使用 PBE-GGA，计算出的 RbInO3 和 CsInO3 的间接带隙分别为 2.38 eV、1.92 eV。而 FrInO3 的直接带隙为 1.82 eV。然而，通过使用 PBE + TB-mBJ 功能，这些带隙值在所有情况下都显示出改善。声子色散曲线没有假想的声子频率，表明所研究的化合物在结构和动态上是稳定的。TDOS 和 PDOS 结果显示 FrInO3 的 Fr-7s 和 In-5p 态对提高电导率的贡献最大。电子电荷密度等高线描绘了 In O 原子之间的共价特性。而阳离子（Rb、Cs、Fr）周围的球形轮廓显示了它们的离子键。光学分析表明，所研究的化合物在很宽的入射光子能量范围内都具有导电性和吸收性，并且具有最小的反射率。总体分析表明，所考虑的化合物是光电和其他相关设备应用的潜在候选者。TDOS 和 PDOS 结果显示 FrInO3 的 Fr-7s 和 In-5p 态对提高电导率的贡献最大。电子电荷密度等高线描绘了 In O 原子之间的共价特性。而阳离子（Rb、Cs、Fr）周围的球形轮廓显示了它们的离子键。光学分析表明，所研究的化合物在很宽的入射光子能量范围内都具有导电性和吸收性，并且具有最小的反射率。总体分析表明，所考虑的化合物是光电和其他相关设备应用的潜在候选者。TDOS 和 PDOS 结果显示 FrInO3 的 Fr-7s 和 In-5p 态对提高电导率的贡献最大。电子电荷密度等高线描绘了 In O 原子之间的共价特性。而阳离子（Rb、Cs、Fr）周围的球形轮廓显示了它们的离子键。光学分析表明，所研究的化合物在很宽的入射光子能量范围内都具有导电性和吸收性，并且具有最小的反射率。总体分析表明，所考虑的化合物是光电和其他相关设备应用的潜在候选者。光学分析表明，所研究的化合物在很宽的入射光子能量范围内都具有导电性和吸收性，并且具有最小的反射率。总体分析表明，所考虑的化合物是光电和其他相关设备应用的潜在候选者。光学分析表明，所研究的化合物在很宽的入射光子能量范围内都具有导电性和吸收性，并且具有最小的反射率。总体分析表明，所考虑的化合物是光电和其他相关设备应用的潜在候选者。