Organic Cation Alloying on Intralayer A and Interlayer A’ sites in 2D Hybrid Dion–Jacobson Lead Bromide Perovskites (A’)(A)Pb2Br7

甲脒 化学 卤化物 带隙 拉曼光谱 光致发光 晶体结构 钙钛矿(结构) 无机化学 密度泛函理论 八面体 溴化物 结晶学 计算化学 凝聚态物理 光学 材料科学 光电子学 物理
作者
Lingling Mao,Peijun Guo,Mikaël Képénékian,Ioannis Spanopoulos,Yihui He,Claudine Katan,Jacky Even,Richard D. Schaller,Ram Seshadri,Constantinos C. Stoumpos,Mercouri G. Kanatzidis
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:142 (18): 8342-8351 被引量:85
标识
DOI:10.1021/jacs.0c01625
摘要

Hybrid layered halide perovskites have achieved impressive performance in optoelectronics. New structural types in the two-dimensional (2D) halide system such as the Dion–Jacobson phases have attracted wide research attention due to the short interlayer distance and unique layer orientation that facilitate better charge-transport and higher stability in optoelectronic devices. Here, we report the first solid solution series incorporating both A and A’ cations in the 2D Dion–Jacobson family, with the general formula (A’)(A)Pb2Br7 ((A’ = 3-(aminomethyl)piperidinium (3AMP) and 4-(aminomethyl)piperidinium) (4AMP); A = methylammonium (MA) and formamidinium (FA)). Mixing the spacing A’ cations and perovskitizer A cations generates the new (3AMP)a(4AMP)1–a(FA)b(MA)1–bPb2Br7 perovskites. The crystallographically refined crystal structures using single-crystal X-ray diffraction data reveal that the distortion of the inorganic framework is heavily influenced by the degree of A’ and A alloying. A rising fraction of 4AMP in the structure, decreases the Pb–Br–Pb angles, making the framework more distorted. On the contrary, higher FA fractions increase the Pb–Br–Pb angles. This structural evolution fine-tunes the optical properties where the larger the Pb–Br–Pb angle, the narrower the band gap. The photoluminescence emission energy mirrors this trend. Raman spectroscopy reveals a highly dynamical lattice similar to MAPbBr3 and consistent with the local distortion environment of the [Pb2Br7] framework. Density functional theory (DFT) calculations of the electronic structures reveal the same trend as the experimental results where (3AMP)(FA)Pb2Br7 has the smallest band gap while (4AMP)(MA)Pb2Br7 has the largest band gap. The structural effects from solely the organic cations in the 2D system highlight the importance of understanding the high sensitivity of the optoelectronic properties on the structural tuning in this broad class of materials.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
王则倩完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
潇洒紫菱完成签到,获得积分20
2秒前
苗条秋荷完成签到,获得积分10
2秒前
明亮元蝶发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
4秒前
5秒前
努力努力再努力y完成签到,获得积分10
5秒前
Oooner发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
空白完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
777完成签到 ,获得积分10
8秒前
王则佼完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
cwj发布了新的文献求助10
9秒前
空白发布了新的文献求助10
11秒前
不要焦虑发布了新的文献求助10
13秒前
初景发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
Oooner完成签到,获得积分10
15秒前
Owen的应助被明亮元蝶采纳,获得10
16秒前
悲凉的新筠完成签到,获得积分10
16秒前
MchemG发布了新的文献求助20
17秒前
星辰大海的应助被海洋采纳,获得10
18秒前
18秒前
19秒前
19秒前
22秒前
23秒前
24秒前
NJ完成签到 ,获得积分10
25秒前
胞嘧啶jane发布了新的文献求助10
25秒前
WSR发布了新的文献求助10
25秒前
lxl220完成签到,获得积分10
25秒前
简单发布了新的文献求助10
27秒前
29秒前
lxl220发布了新的文献求助10
29秒前
惠惠子发布了新的文献求助10
31秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
The Student's Guide to Social Neuroscience 800
Rosenblum, Global Change Biology 800
Computational Chemical Reaction Engineering: Modeling, Simulation, and Design with MATLAB 600
Photoredox-Catalyzed Alkoxy-fluorosulfonylmethyl Difunctionalization of Alkenes 550
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7811595
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9342908
关于积分的说明 20515757
捐赠科研通 7404480
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3329737
关于科研通互助平台的介绍 2476511
邀请新用户注册赠送积分活动 2349153