锗基金属卤化物钙钛矿电光效应的第一性原理研究

石学梅，杨光赛，叶宁（天津理工大学功能晶体研究院，天津功能晶体材料重点实验室，晶体材料全国重点实验室）

摘要：随着光学调制器需求的增长和发展，电光晶体的研究与探索日益重要。然而，目前实际可用的电光晶体种类有限，因此探索新型电光晶体成为一项紧迫任务。本文采用第一性原理计算软件ABINIT，结合密度泛函微扰理论和2n+1定理，系统研究了ABO3型钙钛矿结构的绿色能源材料代表CsGeX3（X=Cl、Br、I）晶体，通过分析电子和离子贡献对电光系数的影响，发现离子位移是影响电光系数的主要因素，其中Ge原子与卤素原子间的伸缩振动起主导作用，该振动增强了畸变八面体的极化率，从而提升了材料的电光性能。计算结果表明，空间群为R3m 的CsGeI3晶体电光系数可达-30. 51 pm/V，与典型电光晶体铌酸锂相当，展现出作为潜在电光晶体的应用前景。

关键词：密度泛函微扰理论；钙钛矿结构；电光系数；拉曼模式；红外模式；第一性原理；锗基金属卤化物