O Instytucie

Tytuł: Two-Dimensional Dion−Jacobson Ferroelectric Semiconductors with an Out-of-Plane Polarization and Ultraviolet Photoluminescence

Autorzy: M. Mączka*, D. Drozdowski, K. Fedoruk-Piskorska, J. Kudrawiec, B. Popanda, J. K. Zaręba, R. Bartoszewicz, A. Sieradzki

Czasopismo: Chemistry of Materials

DOI: 10.1021/acs.chemmater.6c01732

Miniaturyzacja ogniw słonecznych i urządzeń wykorzystujących ferroelektryki wymaga w przypadku materiałów dwuwymiarowych polaryzacji elektrycznej poza płaszczyznę. Jednakże, do tej pory znane były zaledwie cztery perowskity halogenkowe wykazujące tego typu polaryzację. W najnowszym artykule prof. Mączka wraz ze współpracownikami przedstawia odkrycie dwóch nowych hybrydowych perowskitów chlorkowych o polaryzacji skierowanej poza płaszczyznę warstw perowskitowych: (MPDA)PbCl₄ o pojedynczych oraz (MPDA)(MA)Pb₂Cl₇ o podwójnych warstwach (MPDA = kation N-metylo-1,3-propanodiamoniowy, MA = kation metyloamoniowy). Oba związki charakteryzują się wydajną generacją drugiej harmonicznej (SHG) w temperaturze pokojowej oraz szerokim zakresem przezroczystości optycznej sięgającym obszaru nadfioletu. Badania strukturalne wykazały obecność strukturalnych przemian fazowych z faz wysokotemperaturowych (C2/c i C222 odpowiednio dla (MPDA)PbCl₄ i (MPDA)(MA)Pb₂Cl₇) do ferroelektrycznej fazy Pn w temperaturze pokojowej z polaryzacją skierowaną poza płaszczyznę warstw. Ferroelektryczny charakter (MPDA)PbCl₄ został potwierdzony eksperymentalnie obserwacją pętli histerezy. Badania właściwości optycznych wykazały ponadto, że (MPDA)PbCl₄ oraz (MPDA)(MA)Pb₂Cl₇ wykazują luminescencję odpowiednio w postaci wąskiego i szerokiego pasma z maksimami położonymi około 354 i 410 nm.

Podsumowując, praca prof. Mączki opisuje zastosowanie kationu MPDA²⁺ oraz strategii mieszanych kationów jako skuteczne podejście do projektowania hybrydowych perowskitów chlorkowych łączących polaryzację spontaniczną skierowaną poza płaszczyznę warstw, aktywność nieliniowo-optyczną oraz przestrajalną fotoluminescencję, co czyni je obiecującymi materiałami do zastosowań w fotonice i optoelektronice.