Two-Dimensional Lead Iodide Perovskites with Extremely Reduced Dielectric Confinement: Embedded Self-Erasing Second-Harmonic Generation Switching, Thermochromism, and Photoluminescence
Tytuł: Two-Dimensional Lead Iodide Perovskites with Extremely Reduced Dielectric Confinement: Embedded Self-Erasing Second-Harmonic Generation Switching, Thermochromism, and Photoluminescence
Autorzy: M. Mączka, J. K. Zaręba, A. Nowok, N. Sokołowski, A. Sieradzki, A, Gągor, M. Ptak
Czasopismo: Chemistry of Materials
DOI: 10.1021/acs.chemmater.4c02394
W niniejszej publikacji grupa prof. Mączki przedstawiła wyniki badań dwóch warstwowych perowskitów zawierających w strukturze kationy etanolamoniowe i propanolamoniowe. Badania dotyczyły charakteryzacji właściwości tych związków wieloma metodami badawczymi. Wykazano, iż fotoaktywne fazy I przekształcają się w wyższych temperaturach w nowe metastabilne fazy II. Po schłodzeniu te nowe fazy II albo wracają do poprzedniej struktury I (po pewnym czasie) albo wykazują przemianę do nowych metastabilnych faz III. Zbadano właściwości optyczne i dielektryczne tych nowych faz oraz wyjaśniono mechanizmy przemian fazowych.
Najciekawsze odkrycie dotyczy jednak nieliniowych właściwości optycznych analogu z kationem etanolamoniowym. Przeprowadzone badania wykazały, iż metastabina faza II tego związku nie wykazuje generacji drugiej harmonicznej (SHG), lecz ta generacja zachodzi w metastabilnej fazie III. Metastabilność niecentrosymetrycznej fazy III i przechłodzonej, centrosymetrycznej fazy II, wykorzystana została do zaproponowania nowego typu przełącznika opartego na nieliniowych właściwościach optycznych, mianowicie, wbudowanego samowymazującego się przestrajania SHG. Schemat ten wymaga dwóch termodynamicznie niestabilnych faz krystalicznych, z których jedna jest niecentrosymetryczna, oraz termicznej aktywacji, takiej jak wygrzewanie a następnie chłodzenie. Ta niekonwencjonalna ścieżka wzbudzenia nieliniowej odpowiedzi optycznej, wraz ze spontaniczną przemianą do termodynamicznie stabilnej centrosymetrycznej fazy I, umożliwia zmniejszenie aktywności SHG w czasie, a co za tym idzie, samowymazywanie się przestrajania pomiędzy stanami z sygnałem SHG (SHG-on) oraz bez sygnału SHG (SHG-off).
