图1 |手性卤化物钙钛矿的光学和自旋表征的示例[1]。(S -HP1A)2 PBBR 4的晶体结构,具有4 3和4 1对称元素的插图。b(S -HP1A)2 PBBR 4和(R -HP1A)2 PBBR 4的薄膜的圆形二色性和 - s斑谱光谱。C磁性原子力M- croscopy(MC-AFM)测量的示意图。 d在(S -HP1A)2 Pbbr 4(红色)和(R -HP1A)2 PBBR 4(蓝色)中的自旋极化的平均值。C磁性原子力M- croscopy(MC-AFM)测量的示意图。d在(S -HP1A)2 Pbbr 4(红色)和(R -HP1A)2 PBBR 4(蓝色)中的自旋极化的平均值。
摘要:二维 (2D) 卤化物钙钛矿表现出独特的发射特性,使其成为下一代发光器件的潜在候选者。在这里,我们结合非绝热分子动力学和时域密度泛函理论来研究载流子复合过程的基本机制。考虑具有不同有机间隔分子、正丁基铵 (BA) 和苯乙铵 (PEA) 阳离子的单层溴化物钙钛矿,我们发现这些材料中温度引起的结构波动与非辐射载流子复合率之间存在很强的相关性。与 (PEA) 2 PbBr 4 相比,(BA) 2 PbBr 4 的几何形状更灵活,导致电子 - 空穴复合更快,载流子寿命更短,从而降低了较软 2D 钙钛矿的光致发光量子产率。相对刚性 (PEA) 2 PbBr 4 中结构波动的减少不仅表明载流子寿命更长,而且表明发射线宽度更窄,这意味着发射光的纯度更高。我们对 2D 钙钛矿中激发态特性的从头算建模传达了材料设计策略,以微调固态照明应用的钙钛矿发射。
3D立方混合有机无机性钙钛矿具有ABX 3组成,其中A是有机阳离子,B是金属阳离子,X是卤素阴离子,由于其半导体特性引起了极大的关注。例如,这些材料已经用于生产太阳能电池1,在激光2中,LED 3,作为闪烁体4,用于X射线检测5等。3D混合钙棍需要小的有机阳离子以满足几何需求,并且很少有适当尺寸的有机阳离子。今天研究和应用最多的3D混合钙壶是Mapbhal 3和Fapbhal 3,其中MA =甲基铵,6 Fa = formamidinium,7 Hal = Cl,Br和I.还可以支持(MHY)PBCL 3 8-11和(MHY)PBBR 3 10-12,以及FCH 2 NH 3 PBBR 3 PBBR 3 13的3D结构。乍一看,在阳离子上独立于立方3D混合钙化物的性质相似,但是通过有机阳离子的变化,精确达到了许多重要的成就,即更高的太阳能细胞收获效率,14抑制多态性,15个光燃料散发型,15个光燃料带移位,16个非线性光学特性的外观,非线性光学特性8,12。最近,我们报道了新化合物(AZRH)PBHAL 3(AZRH = Aziridinium Cation,HAL = Cl,Br,I)的合成,似乎是经典的半导体立方体钙钛矿。17拉曼
低维杂交金属卤化物正在成为一种高度有希望的单组分发射材料,用于其自我捕获的激子(STES)的独特宽带发射。尽管在这些金属卤化物的发展方面取得了长足的进步,但仍有许多挑战需要解决对结构 - 专业关系的更好的基本了解,并意识到这类材料的全部潜力。在此,通过压力调节,在瓦楞1D杂交金属卤化物C 5 n 2 H 16 Pb 2 Br 6中实现了接近100%的光致发光量子量产率(PLQY),该结构具有高度扭曲的结构,初始PLQ为10%。压缩减少了Ste状态和基态之间的重叠,从而导致抑制声子辅助的非辐射衰减。PL进化被系统地证明是由压力调节的激子 - Phonon耦合控制的,可以使用Huang-Rhys因子s进行量化。Detailed studies of the S -PLQY relation for a series of 1D hybrid metal halides (C 5 N 2 H 16 Pb 2 Br 6 , C 4 N 2 H 14 PbBr 4 , C 6 N 2 H 16 PbBr 4 , and (C 6 N 2 H 16 ) 3 Pb 2 Br 10 ) reveal a quantitative structure–property relationship that regulating S factor toward 28 leads to the maximum emission.
工程。哌嗪功能组进入由三个[pbbr 6] 4-八面体包含的空间,将pb-br-pb推向靠近直线(最大pb-br-pb角〜180°),抑制倾斜度以及电子量子coupling。同时,乙基位于层之间,并贡献了极大的有效层间距离(2.22Å),从而进一步促进了载体的运输。结果,EPZPBBR 4同时证明了高μτ产物(1.8×10 -3 cm 2 V -1)和较大的电阻率(2.17×10 10Ωcm)。组装的X射线检测器在相同的偏置电压下达到1.02×10 -10 A CM -2的低黑暗电流,高灵敏度为1240μCGy-1 cm -2。实现的特异性检测(噪声电流密度的比率为1.23×108μcGy-1 cm -1 a -1 a -1/2)是所有报道的钙钛矿X射线检测器中最高的。
本文报道了钙钛矿太阳能电池的数值模型,该电池与分布式布拉格反射器对相结合以获得高能量效率。提出的电池的几何形状用三种不同的钙钛矿材料模拟,包括 CH 3 NH 3 PbI 3 、 CH 3 NH 3 PbBr 3 和 CH 3 NH 3 SnI 3 。与无毒钙钛矿材料相比,基于碘化铅和溴化铅的有毒钙钛矿材料似乎更有效。具有最高效率结构执行的模拟光伏参数为开路电压 = 1.409 (V)、短路电流密度 = 24.09 mA/cm 2 、填充因子 = 86.18% 和效率 = 24.38%。此外,对当前研究与不同类型结构进行了比较,令人惊讶的是,我们的新几何形状具有增强的性能参数,这些参数以背反射器对(Si/SiO 2 )为特征。应用的数值方法和所呈现的几何设计努力有利于获得有可能解决效率较低的薄膜太阳能电池问题的结果。
The outcomes of computational study of electronic, magnetic and optical spectra for A 2 BX 6 (A = Rb; B = Tc, Pb, Pt, Sn, W, Ir, Ta, Sb, Te, Se, Mo, Mn, Ti, Zr and X = Cl, Br) materials have been proceeded utilizing Vanderbilt Ul- tra Soft Pseudo Potential (US-PP) process.RB 2 PBBR 6和RB 2 PBCL 6被发现是一个()半导体,能量差距分别为0.275和1.142 eV,使它们成为有前途的光伏材料。已证实了RB 2 BX 6(B = TC,W,W,IR,TA,MN,SB,MO)的材料的金属材料,显示了进行谱系的出席率。发现介电函数靠近紫外线区域(3.10-4.13 eV)。RB 2 BX 6的灭绝系数具有用于侵犯的能力。状态的带结构和密度确保磁性半导体的性质2 Mn(Cl,Br)6个钙钛矿。RB 2 MNCL 6和RB 2 MNB 6的总计算磁矩为3.00μβ。先进的自旋技术需要室温的铁磁性。目前的工作证实,溴和氯的双钙钛矿对光伏和光电设备具有极大的吸引力。
高能电子和 X 射线光子与诸如卤化物钙钛矿之类的光束敏感半导体的相互作用对于表征和理解这些光电材料至关重要。使用可以在纳米尺度上研究物理特性的纳米探针衍射技术,研究了电子和 X 射线辐射与最先进的 (FA 0.79 MA 0.16 Cs 0.05 )Pb(I 0.83 Br 0.17 ) 3 混合卤化物钙钛矿薄膜 (FA,甲脒;MA,甲铵) 的相互作用,使用扫描电子衍射和同步加速器纳米 X 射线衍射技术跟踪局部晶体结构随通量的变化。从中识别出钙钛矿晶粒,在 200 e − Å − 2 的通量后,与 PbBr 2 相对应的额外反射作为晶体降解相出现。这些变化伴随着相邻大角度晶粒边界上小 PbI 2 晶体的形成、针孔的形成以及从四方到立方的相变。纳米 X 射线衍射中的光子辐照也会引起类似的降解途径,表明存在共同的潜在机制。这种方法探索了这些材料的辐射极限,并提供了纳米级降解途径的描述。解决大角度晶粒边界问题对于进一步提高卤化物多晶薄膜的稳定性至关重要,尤其是对于易受高能辐射影响的应用,例如空间光伏。
2D金属卤化物钙钛矿(MHP)以其多样化的晶体结构而闻名,允许其集成的有机和无机性/功能,3个吸引了ScientiC社区,其在Photovoltaics,4 - 6 Emitters,4 - 6 Emitters,7,8和传感器中具有巨大的潜力。9 - 11个专门阐明其复杂性能的广泛研究导致了设备性能的改善,从而推动了技术进步的界限。脱离了传统的信念,即杂交钙钛矿独家存在于结晶状态下,这种变革性观察出现了,在示例性的2d MHP中发现了玻璃形成[(s) - ( - - 1-( - )-1-(1-甲基甲基)2 pbbr 4(常见于SNP),snp and snpe s snpe and snpbbr 4(snpred as s snpe)澄清异构体的选择)12,13和一系列3D有机金属骨滑石14通过低温熔化的液化时间表(分钟尺度)。12,13,15 MHP的玻璃状态具有扩展其性能范围的潜力,尤其是由于相对于晶体状态的短和远距离顺序的变化,类似于其他玻璃半导体中观察到的情况。16此外,在玻璃状和晶状状态之间可逆切换的能力12开设了用于MHP应用的新途径,包括内存,17,18