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東南大學分子鐵電中心發(fā)表有關(guān)二維鈣鈦礦的研究成果
來源：東南大學 2022-10-11
導讀：近日，東南大學化學化工學院“分子鐵電科學與應用”江蘇省重點實驗室以“Structural Descriptors to Correlate Pb Ion Displacement and Broadband Emission in 2D Halide Perovskites”為題，在《Journal of the American Chemical Society》發(fā)表有關(guān)二維金屬鹵化物鈣鈦礦結(jié)構(gòu)畸變與寬帶發(fā)射構(gòu)效關(guān)系研究的新進展。
鹵化物鈣鈦礦發(fā)光性質(zhì)與結(jié)構(gòu)畸變之間的構(gòu)效關(guān)系探索，是鈣鈦礦功能材料的一大研究重點。已經(jīng)報道的研究結(jié)果，都通過計算鉛鹵八面體幾何畸變參數(shù)去關(guān)聯(lián)鈣鈦礦寬帶和窄帶發(fā)射光譜，但都沒有取得實質(zhì)進展。目前的普遍共識是，鈣鈦礦寬帶發(fā)射歸因于較大的結(jié)構(gòu)畸變所誘導產(chǎn)生的自陷激子，進而產(chǎn)生寬帶白光發(fā)射光譜。但將“結(jié)構(gòu)畸變大”這一個導致寬帶發(fā)射的共識進行參數(shù)化，最終將結(jié)構(gòu)畸變大和寬帶發(fā)射關(guān)聯(lián)起來，一直未被認識到。
圖（a）鈣鈦礦發(fā)光材料中常見的兩種激子類型；（b）傳統(tǒng)計算八面體畸變的方法；（c）新的鈣鈦礦畸變描述符的演化步驟。針對上述問題，論文作者首先以鐵電體系作為考察對象，總結(jié)鐵電畸變與發(fā)光性能的關(guān)系。研究表明，具有風箏形鉛離子排布的鈣鈦礦具有較大的結(jié)構(gòu)畸變，展示出寬帶白光發(fā)射，具有正方形鉛離子排布的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)畸變較小，展現(xiàn)出窄帶發(fā)射光譜。由此提出一種基于八面體中心原子（鉛離子）排布偏離完美八面體的程度的描述符，重新定義了一套結(jié)構(gòu)畸變計算方法。新的計算方法可以有效建立起結(jié)構(gòu)畸變和寬帶發(fā)射的構(gòu)效關(guān)系。通過對新的結(jié)構(gòu)畸變參數(shù)和半峰寬的關(guān)系統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)寬帶發(fā)射鈣鈦礦具有明顯大于窄帶發(fā)射鈣鈦礦的結(jié)構(gòu)畸變參數(shù)。該工作為研究鈣鈦礦結(jié)構(gòu)畸變與畸變相關(guān)的物理性質(zhì)提供了一種全新的角度，且適用于一般的低維體系，為鈣鈦礦功能材料研究提供了一種新的視角和思路。韓向斌博士（至善博士后）為論文的第一作者和通訊作者，張聞教授為共同通訊作者。該工作得到東南大學博士后啟動基金、東南大學博士后前沿科學基金、江蘇省博士后科研計劃、國家自然科學基金的資助。參考資料：https://chem.seu.edu.cn/2022/1008/c34265a422578/page.htm
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