大班科學探究活動(編輯修改稿)
2025-10-04 00:38 本頁面
【文章內容簡介】 注意的是，它們呈現(xiàn)出獨特的手性極性光伏，從而在不需要外部電源的情況下實現(xiàn)了前所未有的自供電CPL檢測。，在已報道的手性鈣鈦礦中達到了最高。本研究表明，雜化雙鈣鈦礦是一種很有前途的光電子候選材料，為開發(fā)新型綠色高性能圓極化光敏材料提供了新的途徑。近期，雜化鈣鈦礦廣泛應用于光伏和光電領域。[1]特別是，％。[2]同時，金屬鹵化物鈣鈦礦具有結構柔性，這使得可以利用手性有機陽離子來構造具有潛在的圓偏振光致發(fā)光，非線性光學性能，體光伏效應和鐵電的手性鈣鈦礦。[3]值得注意的是，隨著高效電荷傳輸和手性的結合，手性鈣鈦礦有望將其應用于檢測圓偏振光（CPL），這在自旋信息和量子光學的光通信中是必不可少的。[4]與傳統(tǒng)的CPL檢測器（其中的非手性光電檢測器帶有一個四分之一波片和一個線性偏振器）相比，手性敏感的混合鈣鈦礦將通過電信號直接區(qū)分右手CPL（RCP）和左手（LCP），從而簡化集成設備。[5]不出所料，基于雜化鈣鈦礦的杰出CPL光電探測器，例如（R和SαMBA）PbI4，（R和SαPEA）PbI3和[（RβMPA] 2MAPb2I7分別由唐和袁的小組實現(xiàn)。[6]然而，上述提及的鈣鈦礦含有高濃度的有毒鉛，而具有獨特CPL檢測特性的無鉛雜化鈣鈦礦仍未開發(fā)。因此，迫切需要開發(fā)新的“綠色”手性鈣鈦礦用于潛在的圓偏振光敏應用。無鉛鹵化物雙鈣鈦礦正因其無毒，相穩(wěn)定和誘人的物理光電特性等獨特特性而成為下一代光電候選物。[7]同時，利用結構的可調性，合理地構建了具有各種組成和性能的二維鹵化物雙鈣鈦礦。[8]隨后，分別在（C4H9NH3）2CsAgBiBr7 [9]和（異戊基銨）2CsAgBiBr7 [10]中實現(xiàn)了高性能X射線檢測和偏振敏感光電檢測。這些杰出的結果使無鉛雙鈣鈦礦在光電子應用中大有前途。但是，到目前為止，仍未開發(fā)具有CPL檢測功能的無鉛混合鈣鈦礦。在此背景下，我們設計并合成了手性“綠色”雜化雙鈣鈦礦，[（RβMPA] 4AgBiI8（（R）βMPA=（R）（+）β甲基苯乙銨1R）和[（SβMPA] 4AgBiI8（（S）βMPA=（S）（–）β甲基苯乙銨，1S），1R和1S的本征手性提示它們的單晶對圓偏振光敏感。有趣的是，手性極性結構中的塊狀光伏具有前所未有的自供電CPL檢測功能，這是CPL探測的先驅。這些手性雙鈣鈦礦的單晶是在氫碘酸溶液中Ag2O，Bi2O3和相應的手性胺以化學計量制得量的。1R和1S的粉末X射線衍射（XRD）圖與根據(jù)相應模擬得到的結果匹配得很好（圖S1），確認所獲得的相是純的。單晶XRD揭示了1R和1S是反對稱的同構結構，并在P21的手性極性空間基團中結晶（表S1）。觀察到的二次諧波產(chǎn)生進一步證實了極性結構（圖S2）。如圖1所示，單晶結構為由交替連接的轉角共享BiI6和AgI6組成具有Bi–I鍵長（）的八面體層和不同的Ag–I鍵長（）。這樣的金屬鹵化物層沿c軸堆疊，相應的手性βMPA陽離子分布在中間層中。無機層和手性陽離子是通過NH???Br氫鍵連接（圖S3）。如在手性極性空間群。[3d]考慮到1S和1R的手性特，1S和1R膜（圖S4）顯示出明顯的圓二色性（CD）信號，該信號在相同的波長下卻具有相反的值。值得注意的是，不同的CD信號位于其特征吸收峰（515 nm）附近，表明CD信號應歸因于手性雙鈣鈦礦而不是有機陽離子（232 nm）。該結果表明手性從有機陽離子直接轉移到鈣鈦礦上，促進了這些鈣鈦礦具有固有的手性，這種手性轉移在以前的手性雜種中被廣泛觀察到。[11] 結果，1S和1R的固有手性將易于誘導手性電和手性光學性質，從而導致有希望的CPL光電探測。尺寸為125 mm3（圖S5），且晶體形態(tài)與模擬結果。頂面的單晶XRD圖案對應于（001）面（圖3a）。薄晶體的AFM圖像也證明了其分層特征，并且高質量，幾乎沒有表面缺陷（圖3b）。之前為了探索CPL性能，進行了1R的半導體性能測試。固態(tài)紫外線可見光譜顯示1
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