Photoluminescence spectral broadening, chirality transfer and amplification of chiral perovskite materials (R-X-p-mBZA)2PbBr4 (X = H, F, Cl, Br) regulated by van der Waals and halogen atoms interactions

文献情報

出版日 2020-07-07
DOI 10.1039/D0CP02530E
インパクトファクター 3.676
著者

Chenyang Zhou, Ya Chu, Linlin Ma, Yingqian Zhong, Chao Wang, Yalan Liu, Haoyue Zhang, Beibei Wang, Xia Feng, Xi Yu, Xiaotao Zhang, Yan Sun, Xiaozeng Li, Guangjiu Zhao


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要旨

In this work, we introduced halogen-substituted chiral molecules as A-site cations to synthesize a series of novel organic–inorganic hybrid two-dimensional (2D) chiral perovskite materials (R-X-p-mBZA)2PbBr4 (X = H, F, Cl, Br; p: para-position; mBZA = α-methylbenzylamine) for the first time. This halogen-substituted cation strategy collectively solved problems of narrow emission, weak chirality and low photoluminescence quantum yield (PLQY) for the emerged chiral perovskites. Photoluminescence (PL) spectra are significantly broadened due to the additional emission from self-trapped excitons (STEs) besides free excitons (FEs) states modulated by introducing significant disorder to the Pb–Br–Pb angle. The chirality of A-site chiral molecules is transferred and amplified to entire perovskite materials by fixing the chiral molecules at A-site via the interaction of halogen atoms. Furthermore, their PLQYs are improved with the reduction of energy gap and inhibition of the non-radiative transition from STEs to ground state. The halogen-substituted A-site cation strategy can be performed to develop organic–inorganic hybrid chiral perovskites with various optoelectronic applications.

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Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
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Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

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