近日，东南大学化学化工学院“分子铁电科学与应用”江苏省重点实验室以“Structural Descriptors to Correlate Pb Ion Displacement and Broadband Emission in 2D Halide Perovskites”为题，在《Journal of the American Chemical Society》发表有关二维金属卤化物钙钛矿结构畸变与宽带发射构效关系研究的新进展。
卤化物钙钛矿发光性质与结构畸变之间的构效关系探索，是钙钛矿功能材料的一大研究重点。已经报道的研究结果，都通过计算铅卤八面体几何畸变参数去关联钙钛矿宽带和窄带发射光谱，但都没有取得实质进展。目前的普遍共识是，钙钛矿宽带发射归因于较大的结构畸变所诱导产生的自陷激子，进而产生宽带白光发射光谱。但将“结构畸变大”这一个导致宽带发射的共识进行参数化，最终将结构畸变大和宽带发射关联起来，一直未被认识到。
图（a）钙钛矿发光材料中常见的两种激子类型；（b）传统计算八面体畸变的方法；（c）新的钙钛矿畸变描述符的演化步骤。
针对上述问题，论文作者首先以铁电体系作为考察对象，总结铁电畸变与发光性能的关系。研究表明，具有风筝形铅离子排布的钙钛矿具有较大的结构畸变，展示出宽带白光发射，具有正方形铅离子排布的钙钛矿结构畸变较小，展现出窄带发射光谱。由此提出一种基于八面体中心原子（铅离子）排布偏离完美八面体的程度的描述符，重新定义了一套结构畸变计算方法。新的计算方法可以有效建立起结构畸变和宽带发射的构效关系。通过对新的结构畸变参数和半峰宽的关系统计，发现宽带发射钙钛矿具有明显大于窄带发射钙钛矿的结构畸变参数。该工作为研究钙钛矿结构畸变与畸变相关的物理性质提供了一种全新的角度，且适用于一般的低维体系，为钙钛矿功能材料研究提供了一种新的视角和思路。
韩向斌博士（至善博士后）为论文的第一作者和通讯作者，张闻教授为共同通讯作者。该工作得到东南大学博士后启动基金、东南大学博士后前沿科学基金、江苏省博士后科研计划、国家自然科学基金的资助。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.2c08364
