Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Kemi

Forskere udvikler halogenid dobbelt perovskit ferroelektrik

Skematisk illustration af metal-hetero-substitution og kationinterkalation fra 3-D blyhalogenidperovskiter til 2-D dobbelthalogenidperovskiter. Kredit:Prof. LUOs gruppe

Halogenid -perovskitter har vist sig at være et lovende miljøvenligt optoelektronisk og fotovoltaisk materiale, udviser iboende termodynamisk stabilitet, høj defekttolerance og passende båndgab. Imidlertid, intet ferroelektrisk materiale baseret på halogenid-dobbeltperovskiter er blevet opdaget indtil nu.

I en undersøgelse offentliggjort i Angewandte Chemie International Edition , en forskergruppe ledet af Prof. (n-propylammonium) 2 CsAgBiBr 7 , som udviser tydelig ferroelektricitet med en bemærkelsesværdig mætningspolarisering på omkring 1,5 μCcm -2 .

Forskerne fandt (n-propylammonium) 2 CsAgBiBr 7 gennem metal-hetero-substitution og organisk-kation interkalation af CsPbBr 3 , som er et nyt miljøvenligt todimensionelt (2-D) halogenid dobbelt perovskit ferroelektrisk materiale.

De brugte en fascinerende strategi, kombinerer trivalent (Ga 3 + , Al 3 + , Tl 3 + , I 3 + , Bi 3 + , Sb 3 + ) og monovalente metaller (Rb + , K + , Na + , Li + , Ag + , Tl + ) for at erstatte to divalente blykationer (Pb 2 + ), dermed konstruere en række blyfrie halogenid-dobbelte perovskitter.

Derudover forskerne fandt ud af, at enkeltkrystalfotodetektorer af (n-propylammonium) 2 CsAgBiBr 7 udviser ekstraordinær ydeevne med høje tænd/sluk-forhold på omkring 10 4 , hurtige svarhastigheder på 141 μs, og detektivitet så høj som 5,3 × 10 11 Jones. Sådanne halogenid-dobbelt-perovskit-ferroelektriske materialer viser høj varme, lys- og fugtstabilitet sammenlignet med blyperovskitter.

Denne undersøgelse åbner en ny måde at designe højtydende perovskit ferroelektriske, og giver en levedygtig tilgang i søgen efter stabile og blyfri optoelektroniske materialer som et alternativ til det blyholdige system.


Varme artikler