O Instytucie

Tytuł: Three-Dimensional Hybrid Perovskitoid Single Crystals Constructed with Di- and Monoammonium Cations for Light- Emission and Photodetection

Autorzy: M. Mączka*, D. Drozdowski, D. Stefańska, B. Popanda, V. Anilkumar, D. Prochowicz

Czasopismo: Chemistry of Materials

DOI: 10.1021/acs.chemmater.6c01171

Hybrydowe halogenki ołowiu o strukturze trójwymiarowego perowskitoidu były przedmiotem wielu badań ze względu na ich zastosowania w optoelektronice i fotodetekcji. Do tej pory znany był jednak tylko jeden związek z mieszanymi kationami zawierający w strukturze kation dwuwartościowy i jednowartościowy (MPDA₂FAPb₄Br₁₃, gdzie MPDA oznacza kation kation N-metylo-1,3-propanodiamoniowy a FA oznacza kation formamidynowy). W najnowszym artykule prof. Mączka wraz ze współpracownikami oraz przy współpracy z IChF PAN, przedstawia syntezę trzech nowych analogów, o wzorze MPDA₂APb₄Br₁₃ (A = kation metyloamoniowy (MA), etyloamoniowy (EA) oraz dimetyloamoniowy (DMA)). Badania strukturalne i optyczne wykazały, że wszystkie związki krystalizują w układzie jednoskośnym (grupa przestrzenna P2/m) oraz wykazują zarówno wąskopasmową, jak i szerokopasmową fotoluminescencję oraz termochromizm. Autorzy wykazali ponadto, że intensywność szerokopasmowej emisji wzrasta wraz ze stopniem deformacji oktaedrów PbBr₆, wskazując na bezpośredni związek między strukturą a właściwościami optycznymi materiałów. Dodatkowo z monokryształu MPDA₂MAPb₄Br₁₃ skonstruowano fotodetektor pracujący przy wyjątkowo niskim napięciu polaryzacji wynoszącym 0,5 V oraz zachowujący stabilny fotoprąd podczas wielokrotnych cykli naświetlania, co potwierdza wysoką stabilność urządzenia.

Podsumowując, praca prof. Mączki rozszerza bardzo małą rodzinę trójwymiarowych perowskitoidów hybrydowych z dwoma kationami organicznymi w strukturze o trzy nowe analogi i pokazuje po raz pierwszy, iż relaksacja współczynnika tolerancji Goldschmidta, znana w perowskitach dwuwymiarowych, obowiązuje również w perowskitoidach trójwymiarowych. Praca ta pokazuje również możliwość przestrajania właściwości optycznych, a także potencjał do zastosowań tych związków w emiterach światła i niskonapięciowych fotodetektorach