JACS：具有双功能有机间隔物的厚层碘化铅钙钛矿

二维 (2D) 杂化碘化铅钙钛矿中有机阳离子的性质调整了所得材料的结构和技术特征。美国西北大学Mercouri G. Kanatzidis等人提出了三个新的 (100) 碘化铅钙钛矿同源系列，其有机阳离子烯丙基铵 (AA) 含有不饱和 C=C 基团，碘丙基铵 (IdPA) 在有机链上含有碘：(AA)2MAn–1PbnI3n+1 (n = 3–4), [(AA)x(IdPA)1–x]2MAn–1PbnI3n+1 (n = 1–4), 和 (IdPA)2MAn–1PbnI3n+1 (n = 1–4),以及它们与钙钛矿相关的子结构。同时报道了 AA 有机层原位转化为 IdPA，并将这些阳离子同时掺入到二维钙钛矿结构中。

单晶 X 射线衍射表明 (AA)2MA2Pb3I10 在空间群 P21/c 中结晶，具有独特的无机层偏移 (0, <1/2)，包括具有单铵阳离子的 n = 3 卤化物钙钛矿的第一个例子偏离 Ruddlesden-Popper (RP) 卤化物结构类型。

(IdPA)2MA2Pb3I10 和合金化的 [(AA)x(IdPA)1–x]2MA2Pb3I10 在 RP 结构中结晶，均在空间群 P21/c 中。(AA)2MA2Pb3I10 中相邻的 I···I 层间距离约为 5.6 Å，使所有报道的 n = 3 RP 碘化铅中的 [Pb3I10]4– 层更靠近。

(AA)2MA2Pb3I10在约 2.0 eV 处呈现带边吸收和光致发光 (PL) 发射，与 (IdPA)2MA2Pb3I10 相比略有红移。能带结构计算表明(AA)2MA2Pb3I10 和 (IdPA)2MA2Pb3I10 的面内有效质量分别约为 0.04m0 和 0.08m0。

IdPA 阳离子比 AA 具有更大的介电贡献。通过瞬态吸收（TA）光谱研究的激发态动力学揭示了具有宽带发射的长寿命（~100 ps）陷阱态集合；这些状态的出现是由于 IdPA 阳离子的掺入引起的晶格畸变。

Eugenia S. Vasileiadou, et al. Thick-Layer Lead Iodide Perovskites with Bifunctional Organic Spacers Allylammonium and Iodopropylammonium Exhibiting Trap-State Emission，J. Am. Chem. Soc. 2022

https://doi.org/10.1021/jacs.2c00571

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c00571

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