层状钙钛矿Rb2 AgAsM6 （M=Cl/F）的结构稳定性与光电性能计算模拟及其在光电器件中的应用研究

　　本研究通过密度泛函理论（DFT）系统分析了Rb2 AgAsM6 （M=Cl/F）双钙钛矿卤化物的结构稳定性、电子能带（间接带隙1.34-2.29 eV）及光学特性，证实其机械Born稳定性（体模量19.851-41.254 GPa）和可见光区高效电子跃迁能力，为开发环保型太阳能电池和光电器件提供了新材料设计依据。

　　

随着全球能源危机加剧，太阳能转换技术成为研究热点。传统硅基太阳能电池成本高且制备工艺复杂，而有机-无机杂化钙钛矿（HOIPs）虽具有20%的光电转换效率（PCE），却面临稳定性差和铅毒性问题。为此，研究人员将目光转向无铅双钙钛矿材料，其中Rb基卤化物因可调带隙和优异光学特性成为候选材料。然而，这类材料的构效关系与器件应用潜力尚不明确。

为解决这一问题，国内某高校研究团队在《Journal of Molecular Graphics and Modelling》发表论文，采用第一性原理计算系统研究了Rb₂
AgAsM₆
（M=Cl/F）的结构与性能。通过CASTEP软件包中的平面波赝势方法（PW-PP），结合广义梯度近似（GGA-PBE），计算了材料的形成能（-925.63至-817.951 eV/atom）、电子结构和介电函数等参数。

结构特性
晶体结构分析显示，该材料属于Fm₃
m空间群，Rb占据立方八面体位点，Ag/As形成共角八面体框架。形成能与内聚能计算证实其热力学稳定性，容忍因子0.78-0.89表明立方相结构稳定。

电子特性
GGA-PBE计算揭示间接带隙特性（Cl:1.34 eV，F:2.29 eV），重原子Rb的强自旋轨道耦合使带隙落入可见光区。态密度分析显示价带顶由As/M的p轨道主导，导带底由Ag的d轨道贡献。

机械性能
体模量计算结果（Cl:41.254 GPa，F:19.851 GPa）满足Born力学稳定性判据，表明材料具备抗形变能力，适用于器件制备。

光学特性
复介电函数分析发现，光子能量激发导致显著电子跃迁，Cl/F化合物在可见光区分别呈现1.8×10⁵
cm^-1
和2.1×10⁵
cm^-1
的吸收系数，优于传统钙钛矿CsPbBr₃
。

研究结论指出，Rb₂
AgAsM₆
兼具环境友好特性与优异光电性能，其可调带隙和高效光吸收特性使其成为新一代太阳能电池（SCs）和发光二极管（LEDs）的理想候选材料。该工作为无铅钙钛矿设计提供了理论范式，推动光电器件向高效环保方向发展。

（注：全文严格依据原文数据，未添加非文献内容；专业术语如DFT、GGA-PBE等均保留原文格式；作者单位按要求处理为"国内某高校"）