Tytuł: Phase Transitions, Dielectric Response, and Nonlinear Optical Properties of Aziridinium Lead Halide Perovskites
Autorzy: M. Mączka, M. Ptak, A. Gągor, J.K. Zaręba, X. Liang, S. Balčiu̅nas, O.A. Semenikhin, O.I. Kucheriv, I.A. Gural’skiy, S. Shova, A. Walsh, J. Banys, M. Šimėnas
Czasopismo: Chemistry of Materials
DOI: 10.1021/acs.chemmater.3c02200
W niniejszej publikacji przedstawiono najbardziej aktualne wyniki współpracy prof. Mączki. Cały międzynarodowy zespół pracuje nad hybrydowymi organiczno-nieorganicznymi perowskitami 3D, które są potencjalnymi kandydatami do zastosowań w ogniwach słonecznych, diodach, fotodetektorach i laserach. Badania koncentrują się na rozwoju i charakterystyce nowych halogenkowych perowskitów 3D opartych na kationie azyrydyniowym (AZR+) – AZRPbX3 (X=Cl, Br, I). Jest to dopiero czwarty znany kation zdolny do tworzenia trójwymiarowych struktur ze szkieletem ołowiowo-halogenkowym.
Jakość materiału typu perowskitu jest determinowana przez jego właściwości strukturalne i dynamiczne, charakter przejść fazowych oraz stabilność. W związku z tym w niniejszej pracy zastosowano podejście eksperymentalne przy użyciu wielu technik badawczych i teoretyczne w celu określenia podstawowych właściwości związanych z przejściami fazowymi obserwowanymi dla AZRPbX3. Według uzyskanych wyników badań strukturalnych, we wszystkich trzech analogach zachodzi przejście fazowe typu porządek-nieporządek, a wysokotemperaturowa faza regularna perowskitu jest zachowana do 132-162 K w zależności od jonu halogenkowego. Poniżej tej temperatury kationy AZR+ gwałtownie zamarzają, co potwierdzają badania dielektryczne i fononowe, a także przeprowadzone symulacje metodą dynamiki molekularnej. Oczekuje się, że uzyskane wartości przenikalności dielektrycznej zapewnią skuteczne monitorowanie fotoindukowanych nośników i defektów w urządzeniach wykorzystujących te materiały. Pomimo faktu, że wszystkie badane halogenki są centrosymetryczne, zaobserwowano silną dwu- lub trójfotonową wzbudzoną luminescencję. Dane optyczne wskazały również, że AZRPbBr3 i AZRPbI3 mają silną nieliniową absorpcję optyczną, co czyni te perowskity obiecującymi kandydatami do zastosowań w optyce nieliniowej.