Badania strukturalne i optyczne niskowymiarowych materiałów perowskitowych pod wysokim ciśnieniem

Abstract

Badania wysokociśnieniowe pozwalają zmieniać oddziaływania międzyatomowe bez modyfikacji chemicznej. Niniejsza rozprawa podsumowuje trzy publikacje dotyczące strukturalnych i optycznych reakcji czterech niskowymiarowych materiałów (CsPb2Br5, Cs4PbBr6, na zmienne ciśnienie i temperaturę. Ciśnienie i temperatura wywołują deformacje oktaedrów, przejścia fazowe i modyfikacje pasm, często zawężając przerwę energetyczną i aktywując emisję fotoluminescencyjną. CsPb2Br5 zachowuje warstwową strukturę do 26 GPa; krawędź absorpcji (—350 nm) przesuwa się ku dłuższym falom, a widoczna PL pochodzi z domieszek CsPbBr3. Cs4PbBr6 przechodzi dwa pierwszorzędowe przejścia przy 2,6 i 3,2 GPa prowadzące do skokowego zmniejszenia przerwy; pseudo-Jahn—Teller powoduje ekspansję oktaedrów i szerokopasmową emisję białego światła. W guanidyniowych 2D perowskitach kompresja i ogrzewanie zawężają gap przez skracanie wiązań Pb—l i rostowanie k łów; obserwowano siln anizotro i mechanicznq oraz ujemnq kompresjg liniowq w fazie wysokociénieniowej CsC(NH2)3Pb14.

High-pressure studies probe structure—property links in perovskites by tuning interatomic interactions. This thesis summarizes three papers on the structural and optical responses of four low-dimensional materials—2D CsPb2Brs, OD Cs4PbBr6, and guanidinium 2D iodides and variable pressure and temperature. Extemal stimuli induce octahedral distortions, phase transitions and bandstructure changes that often narrow band gaps and can activate or enhance photoluminescence. CsPb2Brs retains its layered framework to 26 GPa; its UV absorption edge (—350 nm) red-shifts with pressure, and reported visible PL/absorption were traced to 3D CsPbBr3 impurities. Cs4PbBr6 exhibits two first-order transitions at 2.6 and 3.2 GPa causing jumpwise band-gap reductions; a pseudoJahn—Teller distortion expands PbBr6 octahedra in the tetragonal phase, producing broad white-light emission. In the guanidinium 2D iodides, compression and heating narrow the gap via Pb—l bond contraction and angle straightening; they show highly anisotropic mechanics, and displays negative linear compressibility in a high-pressure phase linked to su ressed iodine vibrations.