Enantiomere blyfri dobbeltperovskitter rationelt designet af achiral-chiral kationinterkalation

Chirale optiske materialer har tiltrukket sig stor opmærksomhed i flere discipliner på grund af deres brede anvendelsesværdi inden for områder som fjernmåling, tredimensionel visning, informationskommunikation og optisk informationslagring. Med den stærke efterspørgsel efter stabile og miljøvenlige materialer forventes todimensionelle, chirale, blyfri halogenid-dobbeltperovskitter at generere rige kirotiske og optoelektroniske egenskaber.

Chirale blyfri dobbeltperovskitter er dog sjældne. Hovedudfordringen er, at der kun er én slags organisk kation A i mellemlaget af dobbeltperovskitter A₄ B_I B_III X₈ (A er organisk kation, B_I og B_III er metalliske kationer, X er halogen), og det selektive domæne af chirale kationer A i dobbeltperovskitter er begrænset af bredden af ​​det organiske mellemlag.

I en undersøgelse offentliggjort i Chem , en forskergruppe ledet af professor Luo Junhua fra Fujian Institute of Research on the Structure of Matter af det kinesiske videnskabsakademi foreslog achiral-chiral kation-interkalationsstrategi for rationelt at designe en række nye enantiomere blyfri halogenid-dobbeltperovskitter med asymmetriske og chirale bifunktionelle funktioner.

Gennem strategien med achiral-chiral kationinterkalation indså forskerne ladningsbevarelse og overordnet sterisk hindringsbalance. Arrangementet af de oprindelige interkalerede kationer blev ændret fra en enkelt kation A til forskellige kationer A+A￠, hvor A' repræsenterer rigelige achirale kationer.

Forskerne syntetiserede derefter seks nye enantiomere blyfri halogenid-dobbeltperovskitter (R/S-PPA)₂ (BA)₂ AgBiBr₈ , (R/S-PPA)₂ (BrPA)₂ AgBiBr₈ og (R/S-PPA)₂ (Br-EA)₂ AgBiBr₈ , der demonstrerer gennemførligheden af ​​denne syntesestrategi.

Enkeltkrystal røntgendiffraktionsanalyse viste, at achirale og chirale kationer arrangeres skiftevis og forbindes med forskellige ikke-kovalente intermolekylære interaktioner såsom CH···π, π···π, CH···Br. Disse interaktioner gør, at de chirale organiske kationer og akirale organiske kationer sameksisterer stabilt og harmonisk i chirale halogenid-dobbeltperovskitter.

Yderligere analyse viste, at chirale forbindelser måske foretrækker at have en mere forvrænget struktur på grund af deres naturlige asymmetriske egenskaber. Større strukturelle forvrængninger resulterer generelt i lavere krystalsymmetrier, hvilket inducerer asymmetribrud og baner således vejen for generering af cirkulær dikroisme (CD) og anden harmonisk generation (SHG) signaler.

Indtagelse af forbindelser (R/S-PPA)₂ (Br-EA)₂ AgBiBr₈ som eksempler fandt forskerne ud af, at de præsenterer en stærk ikke-lineær optisk respons, der er op til det dobbelte af den avancerede KH₂ PO₄ ikke-lineære krystaller og robuste cirkulære dikroisme-signaler i det synlige område.

Denne undersøgelse giver en ny tilgang til at udforske chirale blyfri halogenid-dobbeltperovskitter.

Flere oplysninger: Tingting Zhu et al., Rationelt design af enantiomere blyfri dobbeltperovskitter ved achiral-chiral kationinterkalation, Chem (2023). DOI:10.1016/j.chempr.2023.11.010

Journaloplysninger: Kem

Leveret af Chinese Academy of Sciences