近年來,鹵化鈣鈦礦因其優(yōu)越的光電特性引起了極大的關(guān)注和廣泛的研究,但大規(guī)模使用亞穩(wěn)態(tài)鉛基鈣鈦礦引起了人們對其潛在毒性的擔憂。三維金屬鹵化物雙鈣鈦礦(DP)是一類重要的無鉛材料,其化學式通式為A2MIMIIIX6,其中A為+1價陽離子(如Cs+,MA+,F(xiàn)A+等),MI為+1價金屬(如Ag+,Cu+,K+,Rb+等),MIII為+3價金屬(如Bi3+,Sb3+,In3+等),X為鹵素陰離子(Cl-,Br-,I-)。現(xiàn)在DP已成為太陽能電池和發(fā)光二極管等的重要候選材料,被廣泛研究。
在雙鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的啟發(fā)下,作者通過利用含sp3氧原子的有機陽離子與堿金屬之間形成配位鍵的策略,合成了15種以A2BB’X6為通式的新的DP衍生物家族,其中A為5種含氧有機陽離子,B為堿金屬K和Rb,B‘為Bi3+,X為鹵素Br-和I-。
由于堿金屬配位模式的多樣性,以及原子尺寸大?。臻g位阻效應),可以產(chǎn)生不同的連接方式,最終新的DP衍生物形成了一維鏈狀、二維層狀和三維籠狀一系列豐富的結(jié)構(gòu)類型。 該系列DP衍生物的光學帶隙可以通過改變有機配體、堿金屬和鹵素的組合進行調(diào)節(jié)(2.0 - 2.9 eV)。其中溴化物的光致發(fā)光強度隨溫度的降低而增加,具有明顯的自陷態(tài)激子發(fā)射特點。由于A位有機陽離子配體與B位堿金屬(K, Rb)之間的配位行為,破壞了原本雙鈣鈦礦中的MIX6八面體結(jié)構(gòu),造成了較大的畸變,極大地降低了結(jié)構(gòu)的對稱性,因此大多數(shù)DP衍生物是非中心對稱的,為非線性光學的應用創(chuàng)造了新的可能性。 該研究為DP家族提供了一系列新的結(jié)構(gòu)類型,為降低物質(zhì)結(jié)構(gòu)對稱性提供了強有力的處理策略,極大地擴展了雜化金屬鹵化物的材料領(lǐng)域,為下一代光電子器件提供了新的設(shè)計策略。 論文信息 Hybrid Double Perovskite Derived Halides Based on Bi and Alkali Metals (K, Rb): Diverse Structures, Tunable Optical Properties and Second Harmonic Generation Responses Jiaqian Zhou, Peiran Xie, Chao Wang, Tieyuan Bian, Dr. Jian Chen, Dr. Yang Liu, Zhu Guo, Congcong Chen, Xin Pan, Prof.?Dr. Min Luo, Prof.?Dr. Jun Yin, Prof.?Dr. Lingling Mao 文章的第一作者是南方科技大學化學系的碩士研究生周佳倩和謝佩燃,通訊作者為南方科技大學化學系副教授毛陵玲和香港理工大學助理教授殷俊。 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202307646















