O Instytucie

Tytuł: Hybrid Bismuth(III)-Halide Double Perovskite-Derived Ferroelastic (Pip)2[KBiBr6] with Excitonic and Bi(III) Luminescence Due to Electronic Confinement Along 1D Inorganic Pillar

Autorzy: M. N. Rowińska, O. Korolevych, A. Kabański, D. Stefańska, T. J. Bednarchuk, A. Piecha-Bisiorek, A. Gągor*

Czasopismo: Chemistry of Materials

DOI: 10.1021/acs.chemmater.5c01183   

W poszukiwaniu stabilnej i przyjaznej środowisku alternatywy dla materiałów ołowiowych otrzymano nowy hybrydowy związek o strukturze podwójnego perowskitu, (Pip)₂[KBiBr₆], który został poddany szczegółowej charakterystyce fizykochemicznej. Materiał ten zbudowany jest z łańcuchów [KBiBr₆]^2- złożonych z oktaedrów BiBr₆ oraz poliedrów KBr₆, oddzielonych kationami piperydyniowymi (Pip⁺). Kationy te kompensują ładunek sieci anionowej i stabilizują strukturę poprzez wiązania wodorowe N–H···Br z nieorganicznym szkieletem. W temperaturze pokojowej materiał wykazuje przemianę fazową typu porządek–nieporządek (T_c = 300/303 K), której towarzyszy obniżenie symetrii (C2/m → P1̅) oraz indukcja przełączalnych domen ferroelastycznych.  Reorganizacja wiązań wodorowych N–H···Br oraz relaksacja dielektryczna związana z dynamiką kationów piperydyniowych obserwowane są do 200 K. Obliczenia DFT wskazują na silne ograniczenie wymiarowości struktury nieorganicznej, która wykazuje charakter 0D dla transportu elektronowego. Przepływ ładunku zachodzi w obrębie oktaedrów BiBr₆ między sąsiednimi łańcuchami. Obecność intensywnej fioletowo-niebieskiej emisji przypisana została do przejść ekscytonowych i emisyjnych Bi(III). Związek ten charakteryzuje się wąską przerwą energetyczną (E_g = 2,8 eV) i wyraźnym sprzężeniem pomiędzy strukturą krystaliczną a właściwościami ferroelastycznymi i optoelektronicznymi.