Tuning Structure and Excitonic Properties of 2D Ruddlesden–Popper Germanium, Tin, and Lead Iodide Perovskites via Interplay between Cations

化学 锗化合物 碘化物 铅(地质) 结晶学 凝聚态物理 无机化学 物理 地质学 地貌学 有机化学
作者
Willa Mihalyi‐Koch,Giulia Folpini,Chris R. Roy,Waldemar Kaiser,Chun‐Sheng Wu,Kyana M. Sanders,Ilia A. Guzei,John C. Wright,Filippo De Angelis,Daniele Cortecchia,Annamaria Petrozza,Song Jin
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:145 (51): 28111-28123 被引量:33
标识
DOI:10.1021/jacs.3c09793
摘要

The compositional tunability of 2D metal halide perovskites enables exploration of diverse semiconducting materials with different structural features. However, rationally tuning the 2D perovskite structures to target physical properties for specific applications remains challenging, especially for lead-free perovskites. Here, we study the effect of the interplay of the B-site (Ge, Sn, and Pb), A-site (cesium, methylammonium, and formamidinium), and spacer cations on the structure and optical properties of a new series of 2D Ruddlesden-Popper perovskites using the previously unreported spacer cation 4-bromo-2-fluorobenzylammonium (4Br2FBZ). We report eight new crystal structures and study the consequence of varying the B-site (Pb, Sn, Ge) and dimension (n = 1, 2, vs 3D). Dimension strongly influences local distortion and structural symmetry, and the increased octahedral tilting and lone pair effects in Ge perovskites lead to a polar n = 2 perovskite that exhibits second harmonic generation, (4Br2FBZ)2(Cs)Ge2I7. In contrast, the analogous Sn and Pb perovskites remain centrosymmetric, but the B-site metal influences the photoluminescence properties. The Pb perovskites exhibit broad, defect-mediated emission at low temperature, whereas the Sn perovskites show purely excitonic emission over the entire temperature range, but the carrier recombination dynamics depend on dimensionality and dark excitonic states. Wholistic understanding of these differences that arise based on cations and dimensionality can guide the rational materials design of 2D perovskites for targeting physical properties for optoelectronic applications based on the interplay of cations and the connectivity of the inorganic framework.
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
芳华如梦完成签到 ,获得积分10
刚刚
刚刚
1秒前
1秒前
土豆丝完成签到 ,获得积分10
1秒前
琦琦完成签到,获得积分10
10秒前
zzzz完成签到,获得积分20
15秒前
GEZIKU完成签到 ,获得积分10
16秒前
23秒前
30秒前
赵三岁发布了新的文献求助10
37秒前
wwb完成签到,获得积分10
40秒前
44秒前
45秒前
肯德基没有黄焖鸡完成签到 ,获得积分10
45秒前
能干冰露完成签到,获得积分10
48秒前
牛奶拌可乐完成签到 ,获得积分10
50秒前
量子星尘发布了新的文献求助30
50秒前
周小鱼完成签到 ,获得积分10
54秒前
59秒前
1分钟前
老张完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
zhugao完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
南风知我意完成签到,获得积分10
1分钟前
朴实寻琴完成签到 ,获得积分10
1分钟前
可可可爱完成签到 ,获得积分10
1分钟前
lsy完成签到,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
hwen1998完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
wwb发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
LHT完成签到,获得积分10
1分钟前
落寞凌波发布了新的文献求助10
1分钟前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Handbook of Industrial Diamonds.Vol2 1100
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
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 4038029
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3575740
关于积分的说明 11373751
捐赠科研通 3305559
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819224
邀请新用户注册赠送积分活动 892652
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815022