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東南大學分子鐵電中心發表有關二維鈣鈦礦的研究成果

來源：東南大學      2022-10-11
導讀：近日，東南大學化學化工學院“分子鐵電科學與應用”江蘇省重點實驗室以“Structural Descriptors to Correlate Pb Ion Displacement and Broadband Emission in 2D Halide Perovskites”為題，在《Journal of the American Chemical Society》發表有關二維金屬鹵化物鈣鈦礦結構畸變與寬帶發射構效關系研究的新進展。
鹵化物鈣鈦礦發光性質與結構畸變之間的構效關系探索，是鈣鈦礦功能材料的一大研究重點。已經報道的研究結果，都通過計算鉛鹵八面體幾何畸變參數去關聯鈣鈦礦寬帶和窄帶發射光譜，但都沒有取得實質進展。目前的普遍共識是，鈣鈦礦寬帶發射歸因于較大的結構畸變所誘導產生的自陷激子，進而產生寬帶白光發射光譜。但將“結構畸變大”這一個導致寬帶發射的共識進行參數化，最終將結構畸變大和寬帶發射關聯起來，一直未被認識到。 


QQ截圖20221011135245.png
圖（a）鈣鈦礦發光材料中常見的兩種激子類型；（b）傳統計算八面體畸變的方法；（c）新的鈣鈦礦畸變描述符的演化步驟。
針對上述問題，論文作者首先以鐵電體系作為考察對象，總結鐵電畸變與發光性能的關系。研究表明，具有風箏形鉛離子排布的鈣鈦礦具有較大的結構畸變，展示出寬帶白光發射，具有正方形鉛離子排布的鈣鈦礦結構畸變較小，展現出窄帶發射光譜。由此提出一種基于八面體中心原子（鉛離子）排布偏離完美八面體的程度的描述符，重新定義了一套結構畸變計算方法。新的計算方法可以有效建立起結構畸變和寬帶發射的構效關系。通過對新的結構畸變參數和半峰寬的關系統計，發現寬帶發射鈣鈦礦具有明顯大于窄帶發射鈣鈦礦的結構畸變參數。該工作為研究鈣鈦礦結構畸變與畸變相關的物理性質提供了一種全新的角度，且適用于一般的低維體系，為鈣鈦礦功能材料研究提供了一種新的視角和思路。
韓向斌博士（至善博士后）為論文的第一作者和通訊作者，張聞教授為共同通訊作者。該工作得到東南大學博士后啟動基金、東南大學博士后前沿科學基金、江蘇省博士后科研計劃、國家自然科學基金的資助。
論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.2c08364
參考資料：https://chem.seu.edu.cn/2022/1008/c34265a422578/page.htm



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