I materiali ottici chirali hanno attirato grande attenzione in molteplici discipline grazie al loro ampio valore applicativo in campi quali il telerilevamento, la visualizzazione tridimensionale, la comunicazione delle informazioni e la memorizzazione ottica delle informazioni. Con la forte domanda di materiali stabili ed ecologici, si prevede che le doppie perovskiti bidimensionali, chirali e senza piombo ad alogenuri generino ricche proprietà chirottiche e optoelettroniche.
Tuttavia, le doppie perovskiti chirali senza piombo sono rare. La sfida principale è che esiste un solo tipo di catione organico A nell'interstrato delle doppie perovskiti A4 BI BIII X8 (A è un catione organico, BI e BIII sono cationi metallici, X è alogeno) e il dominio selettivo dei cationi chirali A nelle doppie perovskiti è limitato dalla larghezza dell'interstrato organico.
In uno studio pubblicato su Chem , un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Luo Junhua del Fujian Institute of Research on the Structure of Matter dell'Accademia cinese delle scienze ha proposto una strategia di intercalazione cationica achirale-chirale per progettare razionalmente una serie di nuove perovskiti enantiomeriche doppie ad alogenuri senza piombo con struttura asimmetrica e caratteristiche bifunzionali chirali.
Attraverso la strategia dell'intercalazione di cationi achirali-chirali, i ricercatori hanno realizzato la conservazione della carica e l'equilibrio complessivo dell'impedimento sterico. La disposizione dei cationi intercalati originali è stata modificata da un singolo catione A a diversi cationi A+A￠, in cui A' rappresenta abbondanti cationi achirali.
I ricercatori hanno quindi sintetizzato sei nuove perovskiti enantiomeriche doppie ad alogenuri senza piombo (R/S-PPA)2 (BA)2 AgBiBr8 , (R/S-PPA)2 (BrPA)2 AgBiBr8 e (R/S-PPA)2 (Br-EA)2 AgBiBr8 , dimostrando la fattibilità di questa strategia di sintesi.
L'analisi di diffrazione di raggi X da cristallo singolo ha mostrato che i cationi achirali e chirali si dispongono alternativamente e si collegano con diverse interazioni intermolecolari non covalenti come CH···π, π···π, CH···Br. Queste interazioni fanno sì che i cationi organici chirali e i cationi organici achirali coesistano stabilmente e armoniosamente nelle doppie perovskiti ad alogenuri chirali.
Ulteriori analisi hanno mostrato che i composti chirali potrebbero preferire possedere una struttura più distorta a causa delle loro naturali caratteristiche asimmetriche. Distorsioni strutturali più grandi generalmente determinano simmetrie cristalline inferiori, inducendo la rottura dell'asimmetria e aprendo così la strada alla generazione di segnali di dicroismo circolare (CD) e di generazione della seconda armonica (SHG).
Assunzione di composti (R/S-PPA)2 (Br-EA)2 AgBiBr8 ad esempio, i ricercatori hanno scoperto che presentano una forte risposta ottica non lineare fino a due volte quella del KH2 all'avanguardia PO4 cristalli non lineari e robusti segnali di dicroismo circolare nella regione visibile.
Questo studio fornisce un nuovo approccio all'esplorazione delle doppie perovskiti chirali ad alogenuri senza piombo.
Ulteriori informazioni: Tingting Zhu et al, Progettazione razionale di doppie perovskiti enantiomeriche senza piombo mediante intercalazione di cationi achirali-chirali, Chem (2023). DOI:10.1016/j.chempr.2023.11.010
Informazioni sul giornale: Chimica
Fornito dall'Accademia cinese delle scienze
