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The structural stability, lattice dynamics, electronic, thermophysical, and mechanical properties of the inverse perovskites A3OX: A comparative first‐principles study
International Journal of Energy Research ( IF 4.3 ) Pub Date : 2020-11-11 , DOI: 10.1002/er.6098 Muhammad A. Sattar 1 , Mehreen Javed 1 , Maamar Benkraouda 1 , Noureddine Amrane 1
International Journal of Energy Research ( IF 4.3 ) Pub Date : 2020-11-11 , DOI: 10.1002/er.6098 Muhammad A. Sattar 1 , Mehreen Javed 1 , Maamar Benkraouda 1 , Noureddine Amrane 1
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We present a comparative study on the structural, electronic, elastic, and thermoelectric properties of the cubic inverse‐perovskites A3OX (where A = Li, Na, K and X = Cl, Br, I) by density functional theory (DFT). The cohesive, formation, and elastic properties analysis indicates that all studied materials are chemically, thermodynamically, and mechanically stable. Electronic properties reveal that all the inverse A3OX perovskite are direct bandgap semiconductors except Li3OCl and Li3OBr with ionic nature which is confirmed by electron localization function (ELF) analysis. We have also calculated Debye temperature (ΘD) and Grüneisen parameter (γ) to determine the lattice thermal conductivity for all the A3OX materials. Furthermore, thermoelectric (TE) properties are explored by calculating the Seebeck coefficient (S), electronic thermal conductivity, power factor (PF), electrical conductivity (σ/τ), lattice thermal conductivity, and ZT value. Our investigated A3OX inverse‐perovskites provide a fertile base that can improve the overall TE performance for TE applications and green energy production.
中文翻译：
反钙钛矿A3OX的结构稳定性，晶格动力学，电子，热物理和机械性能：对比性第一性原理研究
我们通过密度泛函理论（DFT）对立方反钙钛矿A 3 OX（其中A = Li，Na，K和X = Cl，Br，I）的结构，电子，弹性和热电性质进行了比较研究。内聚性，形成性和弹性性能分析表明，所有研究的材料在化学，热力学和机械方面均稳定。电子性质表明，除了具有离子性质的Li 3 OCl和Li 3 OBr以外，所有的逆A 3 OX钙钛矿都是直接带隙半导体，这通过电子定位功能（ELF）分析得到证实。我们还计算德拜温度（Θ d）和Grüneisen参数（γ）确定所有A 3 OX材料的晶格热导率。此外，通过计算塞贝克系数（S），电子热导率，功率因数（PF），电导率（σ / τ），晶格热导率和ZT值来探索热电（TE）特性。我们研究的A 3 OX反钙钛矿提供了肥沃的基础，可以改善TE应用和绿色能源生产的整体TE性能。
更新日期：2020-11-11
中文翻译：
反钙钛矿A3OX的结构稳定性，晶格动力学，电子，热物理和机械性能：对比性第一性原理研究
我们通过密度泛函理论（DFT）对立方反钙钛矿A 3 OX（其中A = Li，Na，K和X = Cl，Br，I）的结构，电子，弹性和热电性质进行了比较研究。内聚性，形成性和弹性性能分析表明，所有研究的材料在化学，热力学和机械方面均稳定。电子性质表明，除了具有离子性质的Li 3 OCl和Li 3 OBr以外，所有的逆A 3 OX钙钛矿都是直接带隙半导体，这通过电子定位功能（ELF）分析得到证实。我们还计算德拜温度（Θ d）和Grüneisen参数（γ）确定所有A 3 OX材料的晶格热导率。此外，通过计算塞贝克系数（S），电子热导率，功率因数（PF），电导率（σ / τ），晶格热导率和ZT值来探索热电（TE）特性。我们研究的A 3 OX反钙钛矿提供了肥沃的基础，可以改善TE应用和绿色能源生产的整体TE性能。
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