南方科技大学发表新型功能材料结构与性能调控重要研究成果

广东基础研究 · 公众号 · · 2019-01-19 00:25

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发表于《Angew. Chem. Int. Ed.》的论文题目为“High-Pressure Band-Gap Engineering in Lead-Free Cs2AgBiBr6 Double Perovskite”，研究了无铅双钙钛Cs2AgBiBr6在高压下的结构及性质变化。Cs2AgBiBr6等双钙钛矿由于无毒、稳定性好等优势，已成为钙钛矿研究领域的热点方向。然而，由于Cs2AgBiBr6具有较大的带隙（2.2 eV），其在光电器件中的应用受到了限制，实现Cs2AgBiBr6带隙的可控调节是双钙钛矿高压研究的一个难点。该研究工作利用金刚石对顶砧（DAC），通过高压下的原位拉曼光谱、紫外可见吸收光谱、X射线衍射来表征Cs2AgBiBr6结构及性质随压力的变化。研究发现Cs2AgBiBr6在3 GPa压力时会由面心立方转变成四方相，导致晶体中AgBr6和BiBr6正八面体的倾斜扭曲，减少了电子轨道的重合，使得四方相的Cs2AgBiBr6的带隙逐渐增大。继续升高压力至6.5 GPa，Cs2AgBiBr6晶体呈现非晶化趋势，带隙逐渐减小至1.7 eV。卸压至常压后，材料中残留的非晶结构部分保留了高压下的性质，使无铅钙钛矿Cs2AgBiBr6常压下的带隙减小8.2%。该工作对于探索双钙钛矿结构-性质间的关系，以及高压下性质的可控调节具有重要的研究意义。