正方晶ペロブスカイトCHNHPbIの低周波誘電特性

Low-Frequency Dielectric Response of the Tetragonal Perovskite CHNHPbI.

• Ethan Berger
• Julia Wiktor
• Alfredo Pasquarello

抄録

正方晶ハイブリッドペロブスカイトCHNHPbIの誘電特性を、有限電場の存在下、300Kの温度で分子動力学法を用いて研究した。高周波誘電率εは軸に沿って4.5、軸に沿って4.7であることがわかった。静誘電率εは43±1と53±3であり、有機陽イオンが回転できない斜方晶相の値∼25よりもはるかに大きい。3cm以下の周波数では、分子単位の再配向を考慮しない振動アプローチと比較して、εが23(軸)と30(軸)で大きく増加することが観測されました。分解の結果、有機陽イオンの再配向が約10個の増加を占めていることがわかりました。同様の大きさの増加は、格子のケージ内での陽イオンの変位に起因しています。主な寄与は、有機陽イオンの運動に結合した格子振動から生じることがわかった。

The dielectric properties of the tetragonal hybrid perovskite CHNHPbI are studied through molecular dynamics at a temperature of 300 K in the presence of a finite electric field. The high-frequency dielectric constant ε is found to be 4.5 along the axis and 4.7 along the axis. The respective static dielectric constants ε are 43±1 and 53±3, much larger than the value of ∼25 pertaining to the orthorhombic phase, in which the organic cations cannot rotate. At frequencies below 3 cm, we observe a significant increase in ε by ∼23 ( axis) and ∼30 ( axis) compared to a vibrational approach that does not account for the reorientation of the molecular units. The decomposition shows that the reorientation of the organic cations accounts for an increase of only ∼10. An increase of similar size results from the displacement of the cations within the cages of the lattice. The dominant contribution is found to arise from lattice vibrations coupled to the motion of the organic cations.