Los materiales ópticos quirales han atraído gran atención en múltiples disciplinas debido a su amplio valor de aplicación en campos como la teledetección, la visualización tridimensional, la comunicación de información y el almacenamiento óptico de información. Con la fuerte demanda de materiales estables y respetuosos con el medio ambiente, se espera que las dobles perovskitas bidimensionales, quirales y sin plomo generen ricas propiedades quirópticas y optoelectrónicas.
Sin embargo, las perovskitas dobles quirales sin plomo son raras. El principal desafío es que solo hay un tipo de catión orgánico A en la capa intermedia de perovskitas dobles A4 BI BIII X8 (A es catión orgánico, BI y BIII son cationes metálicos, X es halógeno) y el dominio selectivo de los cationes quirales A en perovskitas dobles está limitado por el ancho de la capa intermedia orgánica.
En un estudio publicado en Chem , un grupo de investigación dirigido por el Prof. Luo Junhua del Instituto Fujian de Investigación sobre la Estructura de la Materia de la Academia de Ciencias de China propuso una estrategia de intercalación de cationes aquirales-quirales para diseñar racionalmente una serie de nuevas perovskitas dobles de haluro enantiomérico sin plomo con asimétrico y características bifuncionales quirales.
Mediante la estrategia de intercalación de cationes aquirales-quirales, los investigadores lograron la conservación de la carga y el equilibrio general del impedimento estérico. La disposición de los cationes intercalados originales se cambió de un solo catión A a diversos cationes A+A￠, donde A' representa abundantes cationes aquirales.
Luego, los investigadores sintetizaron seis nuevas perovskitas dobles enantioméricas de haluro sin plomo (R/S-PPA)2 (BA)2 AgBiBr8 , (R/S-PPA)2 (BrPA)2 AgBiBr8 y (R/S-PPA)2 (Br-EA)2 AgBiBr8 , demostrando la viabilidad de esta estrategia de síntesis.
El análisis de difracción de rayos X de monocristal mostró que los cationes aquirales y quirales se organizan alternativamente y se conectan con diversas interacciones intermoleculares no covalentes como CH···π, π···π, CH···Br. Estas interacciones hacen que los cationes orgánicos quirales y los cationes orgánicos aquirales coexistan de manera estable y armoniosa en perovskitas dobles de haluros quirales.
Un análisis más detallado mostró que los compuestos quirales pueden preferir poseer una estructura más distorsionada debido a sus características asimétricas naturales. Las distorsiones estructurales más grandes generalmente dan como resultado simetrías cristalinas más bajas, lo que induce a la ruptura de la asimetría y, por lo tanto, allana el camino para la generación de señales de dicroísmo circular (CD) y generación de segundo armónico (SHG).
Tomando compuestos (R/S-PPA)2 (Br-EA)2 AgBiBr8 Como ejemplo, los investigadores descubrieron que presentan una fuerte respuesta óptica no lineal hasta dos veces mayor que la del KH2 de última generación. PO4 cristales no lineales y señales de dicroísmo circular robustas en la región visible.
Este estudio proporciona un nuevo enfoque para explorar perovskitas dobles de haluros quirales sin plomo.
Más información: Tingting Zhu et al, Diseño racional de perovskitas dobles enantioméricas sin plomo mediante intercalación de cationes aquirales-quirales, Chem (2023). DOI:10.1016/j.chempr.2023.11.010
Información de la revista: Química
Proporcionado por la Academia China de Ciencias
