Dynamic Motion of Organic Spacer Cations in Ruddlesden–Popper Lead Iodide Perovskites Probed by Solid-State NMR Spectroscopy

碘化物 钙钛矿(结构) 范德瓦尔斯力 固态核磁共振 魔角纺纱 材料科学 八面体 核磁共振波谱 化学 化学物理 结晶学 晶体结构 分子 无机化学 核磁共振 立体化学 有机化学 物理
作者
Clayton J. Dahlman,Rhys M. Kennard,Piotr Paluch,Naveen R. Venkatesan,Michael L. Chabinyc,G. N. Manjunatha Reddy
出处
期刊:Chemistry of Materials [American Chemical Society]
卷期号:33 (2): 642-656 被引量:48
标识
DOI:10.1021/acs.chemmater.0c03958
摘要

Layered hybrid organic–inorganic perovskites such as the lead halide Ruddlesden–Popper (RP) series are solution-processable two-dimensional (2D) materials with tunable optoelectronic properties. Dynamic interactions between the ionic perovskite substructure and organic spacer cations impact optoelectronic properties relevant for device applications. Here, the static and dynamic structures of linear alkylammonium and aromatic spacers in lead iodide RP phases (n = 1) are characterized at ambient temperatures using solid-state NMR (ssNMR) spectroscopy and compared with previously reported crystal structures derived from X-ray diffraction. Rigid and flexible sites of spacers are distinguished by examining 13C{1H} and 15N{1H} cross-polarization magic-angle spinning (CP-MAS) signal intensity build-up. Different trends in site-specific rigidity are observed for short and long alkylammonium spacers. Short spacers (e.g., butylammonium) are attached by strong affinity interactions to lead iodide octahedra, whereas longer spacers (e.g., dodecylammonium) are more rigid within the RP interlayer than near the octahedral surface. Phenethylammonium and butylammonium spacers are similarly rigid, and we estimate that the local reorientation time scale of phenyl rings is 10–100 μs by 2D 13C CP-variable contact (CP-VC) experiments. These ssNMR results indicate that the interplay between spacer interactions with lead iodide octahedra (Coulombic and hydrogen-bonding) and van der Waals forces between spacers is responsible for a variety of site-specific dynamics and local structural distortions at intermediate time scales (microsecond to millisecond). This study demonstrates a general method to characterize nanoscale structures and site-specific dynamics that contribute to structural and electronic disorder in functional optoelectronic RP phases.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
H-kevin.完成签到 ,获得积分10
1秒前
称心翠容完成签到,获得积分10
2秒前
手帕很忙完成签到,获得积分10
3秒前
康康舞曲完成签到 ,获得积分10
7秒前
金枪鱼子发布了新的文献求助10
8秒前
Garfieldlilac完成签到,获得积分20
10秒前
小张完成签到 ,获得积分10
15秒前
从容傲柏完成签到,获得积分10
16秒前
稳重乌冬面完成签到 ,获得积分10
18秒前
乐悠悠完成签到 ,获得积分10
20秒前
稳重母鸡完成签到 ,获得积分10
22秒前
董石美完成签到,获得积分20
26秒前
糖宝完成签到 ,获得积分10
29秒前
兰月满楼完成签到 ,获得积分10
30秒前
HMR完成签到 ,获得积分10
30秒前
Harlotte完成签到 ,获得积分10
33秒前
端庄代荷完成签到 ,获得积分10
34秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
36秒前
加油完成签到 ,获得积分10
36秒前
小学生学免疫完成签到 ,获得积分10
37秒前
金枪鱼子发布了新的文献求助10
37秒前
yuanletong完成签到 ,获得积分10
38秒前
ybwei2008_163完成签到,获得积分20
40秒前
MRQ发布了新的文献求助10
40秒前
wada3n完成签到,获得积分10
43秒前
快乐的蓝完成签到 ,获得积分10
43秒前
昏睡的蟠桃应助韦老虎采纳,获得50
44秒前
比比谁的速度快应助Yjj采纳,获得20
45秒前
isaiah1986完成签到,获得积分10
48秒前
634301059完成签到 ,获得积分10
49秒前
雨后完成签到 ,获得积分10
50秒前
善学以致用应助薛言采纳,获得10
51秒前
54秒前
SYLH应助现代玉米采纳,获得10
54秒前
热心的飞风完成签到 ,获得积分10
55秒前
蓝桉完成签到 ,获得积分10
57秒前
57秒前
小燕子完成签到 ,获得积分10
57秒前
小铁驴发布了新的文献求助10
58秒前
儒雅的如松完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Coking simulation aids on-stream time 450
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 360
Novel Preparation of Chitin Nanocrystals by H2SO4 and H3PO4 Hydrolysis Followed by High-Pressure Water Jet Treatments 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4015585
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3555572
关于积分的说明 11318138
捐赠科研通 3288762
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1812284
邀请新用户注册赠送积分活动 887882
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 812015