114年-2-5-實作學生：光電科學與工程學系【劉倢伶】

參賽序號：2-5

海報主題

準二維有機-無機鈣鈦礦(BA)2(MA)n-1PbnI3n+1不同n值相關之上轉換發光物理機制研究

系級

光電科學與工程學系

指導老師及參賽學生

指導老師：徐旭政
參賽學生：劉倢伶

構想說明

我們利用密度泛函理論（DFT）研究了二維鈣鈦礦 (C₄H₉NH₃)₂PbI₄（簡稱 (BA)₂PbI₄） 的電子結構與光學性質。由於其具有強烈的紫外–可見光吸收、可調變的能隙，以及顯著的電子–聲子耦合，因此選擇 (BA)₂PbI₄ 作為模擬對象。相比於含有 196 個原子的 (PEA)₂PbI₄，(BA)₂PbI₄ 僅有 156 個原子；由於在 DFT 中計算成本大約隨原子數 N³ 增長，較大的系統會迅速變得非常昂貴，因此 (BA)₂PbI₄ 更具可行性。本研究採用 GGA-PBE 泛函，平面波截斷能設為 500 eV，k 點網格為 8×8×3，結構鬆弛收斂標準為 10⁻⁹ eV。元素與軌域分解分析顯示，Pb–I 框架主導了費米能級附近的態，而吸收則主要來自 I-5p 至 Pb-6p 的電荷轉移躍遷。自旋–軌道耦合會降低能隙，而不考慮 SOC 時更接近實驗值的結果實際上是誤差抵消所致，而非真實物理。本研究釐清了 (BA)₂PbI₄ 能隙起源與吸收機制，並為其光電性能提供了理論上的洞見。

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