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Bismuth‐Based Chiral Perovskite with Different Dimensions for Second‐Order Nonlinear Optical Properties

材料科学 钙钛矿(结构) 二次谐波产生 对映体 极化 热稳定性 晶体结构 铁电性 圆二色性 非线性光学 Crystal(编程语言) 光学 光电子学 立体化学 结晶学 有机化学 物理 冶金 电介质 计算机科学 程序设计语言 激光器 化学
作者
Shuang Jiang,Peisheng Zhao,Guoxiang Xing,Huimin Kang,Xiaolei Li,Tianzhe Zhao,Bin Li,Tianyong Zhang
出处
期刊:Advanced Optical Materials [Wiley]
卷期号:11 (18) 被引量:12
标识
DOI:10.1002/adom.202203078
摘要

Abstract Chiral perovskites have various applications in nonlinear optics due to their asymmetric structures. Currently, nonlinear optical studies have focused on lead‐based perovskite. However, the toxic element, Pb, hinders their further applications. Herein, (R/S‐MBA) 4 Bi 2 Br 10 (MBA = α‐phenylethylamine) and (R/S‐MPA) 2 BiBr 5 (MPA = 1‐phenylpropan‐1‐amine) crystals were synthesized and explored about the nonlinear optics. Both pairs of chiral perovskite enantiomers exhibit good thermal stability and symmetric circular dichroism signals. Interestingly, MPA and MBA differ by only one methylene but show significant differences in the crystal structures synthesized under the same conditions. The (R/S‐MBA) 4 Bi 2 Br 10 crystal is a zero‐dimensional (0D) structure in which the [Bi 2 Br 10 ] 4– dimer is spaced by an organic amine. (R/S‐MPA) 2 BiBr 5 crystals are 1D structures in which [BiBr 6 ] 2– units form infinitely extended chains by angle sharing. The crystals exhibit efficient second harmonic generation response, and the intensity of (R‐MPA) 2 BiBr 5 is four times that of (R‐MBA) 4 Bi 2 Br 10 at 980 nm excitation wavelength. The 1D infinitely extended inorganic chain in (R‐MPA) 2 BiBr 5 allows for a more regular arrangement of chiral organic amines, and adjacent organic amines are arranged differently, together leading to its stronger non‐centrosymmetry, which is the decisive factor of nonlinear optics. The study guides the design and deep research of novel second‐order nonlinear optical materials.
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