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Crystal structures and rotational dynamics of a two-dimensional metal halide perovskite (OA)2PbI4

正交晶系 单斜晶系 钙钛矿(结构) 卤化物 结晶学 金属 放松(心理学) 相(物质) 晶体结构 Crystal(编程语言) 化学 无机化学 有机化学 程序设计语言 社会心理学 计算机科学 心理学
作者
Xiao Hu,Depei Zhang,Tianran Chen,Alexander Z. Chen,Eric N. Holmgren,Qiang Zhang,Daniel M. Pajerowski,Mina Yoon,Guangyong Xu,Joshua J. Choi,Seunghun Lee
出处
期刊:Journal of Chemical Physics [American Institute of Physics]
卷期号:152 (1) 被引量:9
标识
DOI:10.1063/1.5131667
摘要

The extended charge carrier lifetime in metal halide perovskites is responsible for their excellent optoelectronic properties. Recent studies indicate that the superb device performance in these materials is intimately related to the organic cation dynamics. Here, we focus on the investigation of the two-dimensional hybrid perovskite, (C8H17NH3)2PbI4 (henceforth, OA+ = C8H17NH3+). Using elastic and quasielastic neutron scattering techniques and group theoretical analysis, we studied the structural phase transitions and rotational modes of the C8H17NH3+ cation in (OA)2PbI4. Our results show that, in the high-temperature orthorhombic (T > 310 K) phase, the OA+ cation exhibits a combination of a twofold rotation of the NH3–CH2 head group about the crystal c-axis with a characteristic relaxation time of ∼6.2 ps, threefold rotations (C3) of NH3 and CH3 terminal groups, and slow librations of the other atoms. Contrastingly, only the C3 rotation is present in the intermediate-temperature orthorhombic (238 K < T < 310 K) and low-temperature monoclinic (T < 238 K) phases.
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