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Exceptional Optical Anisotropy Enhancement Achieved Through Dual‐Ions Cosubstitution Strategy in Novel Hybrid Bismuth Halides

卤化物 材料科学 离子 各向异性 结晶学 双折射 齿合度 晶体结构 无机化学 光学 化学 有机化学 物理 冶金
作者
Zhiyong Bai,Kang Min Ok
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:20 (26) 被引量:12
标识
DOI:10.1002/smll.202311391
摘要

Abstract Guided by a superb dual‐ions cosubstitution strategy, two novel, highly optically anisotropic hybrid bismuth halides are designed and synthesized. The first compound, Gu 3 Bi 2 NO 3 Cl 8 (Gu = C(NH 2 ) 3 ), is developed using the 2D perovskite halide Cs 3 Bi 2 Cl 9 as the maternal structure. This involved substituting all Cs + cations with organic Gu + and replacing some Cl − anions with [NO 3 ] − . Further substitution of Cl − with additional [NO 3 ] − resulted in the formation of nitrate‐rich Gu 2 Bi(NO 3 ) 3 Cl 2 crystal, exhibiting a 3.4‐fold increase in [NO 3 ] − per unit volume. Both compounds have a structurally 0D nature, comprising bismuth‐centered polyhedra formed by coordinated chlorides and monodentate/bidentate nitrate moieties, with Gu + serving as a separator and linker. Notably, the presence of superb optically anisotropic dual‐ions, i.e., planar Gu + and [NO 3 ] − , enables these crystals to possess sharply enhanced optical anisotropy, with birefringence values more than 1 order of magnitude higher than that of the initial crystal Cs 3 Bi 2 Cl 9 (0.162/0.186vs 0.011 at 546 nm). The discovery and characterization of Gu 3 Bi 2 NO 3 Cl 8 and Gu 2 Bi(NO 3 ) 3 Cl 2 crystals provide new insights into achieving expected modifications in optical properties through the utilization of a dual‐ions cosubstitution strategy.
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