高压下二维钙钛矿中手性依赖的结构转变

日期： 2023-05-15

浏览次数: 3

来源：X-MOL

兼具手性材料独特物理化学特性和金属卤化物钙钛矿优异光电性能的手性钙钛矿，已被广泛应用于自旋滤波、非线性光学、体光伏、铁电和圆偏振光探测等领域。然而，针对手性钙钛矿中手性有机胺与非手性无机框架之间手性传递机制的研究依然匮乏，这极大的制约了新型自旋和偏振型光电器件的设计与开发。静水压力作为独立于温度和化学组分的第三个物理量，其可以有效的调节材料的电子结构和晶体结构，被认为是发现新现象、阐释新机理、制备新材料最便捷高效的研究手段之一。

目前，将静水压力应用到非手性钙钛矿中，已实现对其带隙、光电流、发光效率、载流子寿命和电阻率等参数的高效调控。因此，通过静水压探究手性钙钛矿中结构演化与光学行为之间的构效关系，有望揭示极端条件下手性钙钛矿中手性信号传递的微观结构机制。

基于此，郑州大学化学学院臧双全教授（点击查看介绍）团队与中国科学院理化技术研究所吴雨辰研究员（点击查看介绍）团队合作，设计、制备了一对新颖的Dion-Jacobson型手性二维钙钛矿(S/R-3PYEA)PbI4（3PYEA2+ = C5NH5C2H4NH32+），并首次将静水压力应用到手性钙钛矿中，通过多种原位高压表征技术（原位高压荧光光谱、吸收光谱、拉曼光谱、寿命光谱和同步辐射XRD），系统的研究了高压下(S/R-3PYEA)PbI4的结构演化和光学行为变化。当(S/R-3PYEA)PbI4被施加7.0 GPa左右的静水压力时，其可发生手性依赖的结构相变（由正交相转变为单斜相）并伴随显著的压制变色（晶体颜色由透明红色转变为暗黑色）和光谱“红跳”现象。随着压力的进一步提升，首次在有机/无机杂化钙钛矿中观察到罕见的负线性压缩（NLC）行为。

原位高压结构表征和第一性原理计算结果表明，压力驱动的手性钙钛矿中同手性胺的同方向倾斜，诱导有机胺阳离子S/R-3PYEA2+与Pb-I无机框架之间形成新的不对称氢键N-H•••I-Pb。增强的不对称氢键作用进一步打破了(S/R-3PYEA)PbI4的结构对称性，进而引发[PbI6]4-八面体产生更大程度的面内和面外畸变。[PbI6]4-八面体面内和面外畸变分别是手性依赖的结构相变和NLC行为的结构根源。此外，在含有同等比例S-3PYEA2+和R-3PYEA2+的非手性钙钛矿(rac-3PYEA)PbI4中，压力仅能诱导有机胺阳离子与Pb-I无机层之间形成均衡的氢键作用。

因此，未能在(rac-3PYEA)PbI4中观察到明显的手性依赖的结构相变、光谱“红跳”以及NLC行为。该研究工作不仅深入的阐明了极端条件下结构手性/不对称性传递的内在机制，丰富了手性钙钛矿的物理化学性质，而且进一步拓宽了手性钙钛矿的应用范畴。

近期，该研究成果以Article形式发表在Journal of the American Chemical Society 上，郑州大学化学学院孙蒙恩博士和北京大学材料科学与工程学院王永刚研究员为本文共同第一作者，中国科学院理化技术研究所吴雨辰研究员、郑州大学化学学院陈高松副教授、臧双全教授为论文共同通讯作者。

上一篇：缺陷烧绿石型Mott-Schottky光催化剂用于低压氨合成下一篇：全国首台套固态储氢系统示范装置亮相助力北方稀土敲开氢能产业“大门”

Hot News / 相关推荐

22个稀土项目为包头打造“稀土之都”蓄势赋能

2023 - 06 - 07

点击次数: 3

来源：中国有色金属报今年以来，内蒙古包头稀土高新区紧紧围绕包头市“两都”发展目标，坚持“两新”导向，强化增量意识，找准企业投资的兴奋点、共振点和对接点，全力深入开展稀土招商引资工作，精准招引一批牵引性项目和龙头企业，形成“策划储备一批、签约落地一批、开工建设一批、投产见效一批”的项目梯次推进、滚动发展格局。随着包头稀土高新区招商引资工作的持续发力，日前，内蒙古北方稀土磁性材料有限责任...

AMR科普视频系列: 稀土纳米探针助力疾病检测

2023 - 06 - 06

点击次数: 4

以下文章来源于AMR材料研究述评，作者AMR本期视频聚焦“稀土纳米探针助力疾病检测”，根据中国科学院福建物质结构研究所陈学元研究员团队的AMR述评文章“Lanthanide-Doped Inorganic Nanoprobes for Luminescent Assays of Biomarkers”制作。欢迎观看！点击下方阅读原文↓↓↓↓↓↓↓阅读原文

协会隆重召开成立十周年庆祝大会

2023 - 06 - 05

点击次数: 29

2023年6月3日下午，上海市稀土协会在青松城大酒店隆重召开成立十周年庆祝大会暨第三届第三次会员大会，会议主题：依“稀”十载创伟业，踔厉奋发展宏“土”。上海市经济和信息化委员会副主任阮力、上海市经济团体联合会、上海市工业经济联合会党委书记、会长管维镛、上海市宏观经济学会会长王思政、中国稀土行业协会副会长兼秘书长杨文浩、上海市经济和信息化委员会综合规划处调研员赵广君、上海市民政局社团管理处副处长姜琦...

协会大健康专业委员会召开专题会议

2023 - 06 - 05

点击次数: 26

2023年6月4日，上海市稀土协会成立十周年庆祝活动第二天，协会大健康专业委员会在青松城大酒店华山厅召开自然疗愈平衡养生专题会议，本次会议由张修江会长特别邀请了寸道老师来亲授善巧方便养生法以及平衡养生之道，二十多位会员和嘉宾出席。会上，寸道老师通过对现场人员的健康问题逐一进行解答，打破人们对健康的传统认知，分享身体健康的四大根本、十二时辰养生之道以及夏季养生的秘诀，并亲自为大家演示相关锻炼方法。参...