2D-3D-övergång i hybridperovskiter. Kredit:Gang Liu
Hydrostatisk trycksättning kan leda till nya och förbättrade materialegenskaper. Dock, de flesta nya materialegenskaper kan endast bibehållas vid högtryckstillstånd, och har därför ingen praktisk användbarhet vid omgivningsförhållanden. Nyligen, ett team av internationella forskare ledda av Dr Lingping Kong och Dr Gang Liu från HPSTAR rapporterade permanent och irreversibel övergång av 2-D hybrid Dion-Jacobson blyjodid perovskit till 3-D perovskitfas vid omgivande förhållanden efter tryckbehandling. Detta arbete föreslår användbarheten av högtryckstekniker för att förbereda material för verkliga tillämpningar. Resultaten, som rapporterats i PNAS , markerar avgörande steg i att utnyttja trycket för ex-situ och omgivande miljötillämpning vid konstruktion av ljusabsorberande material för högpresterande optoelektronik och luminescens.
Att utnyttja tryckinducerade egenskaper har varit en långvarig ansträngning i jakten på exotiska material i omgivande miljöer. Ändå, på grund av ordningsstörning-ordning och omkristallisationsbeteenden hos materiella strukturer, önskvärda egenskaper som kan uppnås vid högtryckstillstånd tenderar att vändas vid omgivande tryck. Således, att välja modifierbara material är absolut nödvändigt för en permanent förändring av egenskaper.
Att vara en klass av 2-D metallhalogenidperovskiter, Dion-Jacobson perovskites representerar ett nytt materialparadigm som skiljer sig från den konventionella Ruddlesden-Popper perovskitfasen, eftersom D-J-perovskiter inte har de van der Waals-gap som observerats i R-P-motsvarigheter på grund av den tvåvärdiga naturen hos organiska mellanskikt. Deras exotiska struktur säkerställer ett mycket förkortat mellanskiktsavstånd och större strukturell styvhet, två viktiga faktorer som kan möjliggöra irreversibla strukturella fasövergångar, och liknar således elektroniskt och atomärt 3D-bulkfasen. Forskarna observerade permanent och anmärkningsvärd övergång av 2-D D-J fas (
3
AMP)(MA) 3 Pb 4 jag 13 till 3-D MAPbI 3 efter 40 GPa tryckbehandling, såsom bevisats av röntgendiffraktionskristallstruktur efter dekompression.