三維 (3D) 鈣鈦礦引起了極大的研究興趣,但A位陽(yáng)離子的選擇受到Goldschmidt耐受因子的限制。為了容納位于公差因子可接受范圍之外的陽(yáng)離子,通常會(huì)形成低維結(jié)構(gòu)。為了保持良好的3D連接,金屬鹵化物八面體之間的連接需要重新排列以適應(yīng)大陽(yáng)離子。這可能會(huì)導(dǎo)致偏離正確的角共享鈣鈦礦結(jié)構(gòu),并導(dǎo)致具有邊緣和面共享的明顯不同的鈣鈦礦基序。在鑒于此,2022年2月25日美國(guó)西北大學(xué)Mercouri G. Kanatzidis團(tuán)隊(duì)于JACS刊發(fā)使用線性二銨陽(yáng)離子穩(wěn)定三維類鈣鈦礦的容差因子的研究成果。報(bào)告了四種新的3D溴化物類鈣鈦礦,其中包含線性有機(jī)二銨陽(yáng)離子A'Pb2Br6(A' 是 +2 陽(yáng)離子)。提出了一個(gè)可以指導(dǎo)此類化合物進(jìn)一步擴(kuò)展的規(guī)則,類似于廣泛用于3D AMX3鈣鈦礦的 Goldschmidt 耐受因子的概念。A′Pb2Br6中的基本構(gòu)建塊由兩個(gè)共享邊的八面體組成,然后通過(guò)角共享將它們連接起來(lái)形成一個(gè) 3D 網(wǎng)絡(luò)。不同的化合物采用不同的結(jié)構(gòu)基序,可以通過(guò)對(duì)稱操作將其從一種轉(zhuǎn)換為另一種。電子結(jié)構(gòu)計(jì)算表明它們是直接帶隙半導(dǎo)體,具有由角共享連接的八面體產(chǎn)生的相對(duì)較大的能帶色散。它們表現(xiàn)出與常規(guī)3D AMX3鈣鈦礦相似的電子能帶結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)晶格特性。具有較小Pb-Br-Pb角和較大八面體畸變的結(jié)構(gòu)在室溫下表現(xiàn)出廣泛的光致發(fā)光。這些3D鈣鈦礦化合物中新興的結(jié)構(gòu)-性質(zhì)關(guān)系為設(shè)計(jì)和研究這些化合物用于各種光電應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
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