Добавить новость
smi24.net
News in English
Апрель
2024

From Defects to Order: Spontaneously Emerging Crystal Arrangements in Perovskite Halides

0

A new hybrid layered perovskite featuring elusive spontaneous defect ordering has been found, report scientists at Tokyo Tech. By introducing specific concentrations of thiocyanate ions into FAPbI3 (FA = formamidinium), they observed that ordered columnar defects appeared in the stacked crystalline layers, taking up one-third of the lattice space. These findings could pave the way to an innovative strategy for adjusting the properties of hybrid perovskites, leading to practical advances in optoelectronics and energy generation.

Perovskites are among the most extensively studied materials in modern materials science. Their often unique and exotic properties, which stem from perovskite's peculiar crystal structure, could find revolutionary applications in various cutting-edge fields. One intriguing way of realizing such properties is through the precise ordering of a perovskite's defects, such as vacancies or substitutions.

In oxide chemistry, scientists have known for a long time that oxide defects can spontaneously and consistently arrange themselves throughout the crystal lattice, once they reach certain concentrations (e.g. integer ratio). This emerging order can give rise to attractive properties. While defect ordering has been observed numerous times in perovskite oxides, the same cannot be said about hybrid halide perovskites, composed of an organic cation, a metal cation, and a halide anion.

Interestingly, in a recent study published in ACS Materials Letters, a research team including Associate Professor Takafumi Yamamoto from Tokyo Institute of Technology discovered a new defect-ordered layered halide perovskite, shedding light on how order can emerge through defects in these compounds. This work was inspired by a previous finding reported by the researchers, namely the formation of 'defect columns' obtained by introducing thiocyanate ion (SCN) into the crystal lattice of FAPbI3 to obtain FA6Pb4I13.5(SCN)0.5. "We hypothesized that, if the concentration of SCN in the lattice increased, the amount of the PbI columnar defects would also increase, leading to different types of defect ordering, as seen in vacancy-ordered perovskite oxides," explains Dr. Yamamoto.

The team synthesized FAPbI3 perovskite powders and single crystals via solid-state reactions using precisely defined concentrations of starting materials, including specific ratios of SCN. They found that when an appropriately high ratio of SCN was used, the obtained perovskite was represented by the formula FA4Pb2I7.5(SCN)0.5. This layered compound, like the previously reported one, also exhibited columnar defects spanning all stacked layers. However, unlike FA6Pb4I13.5(SCN)0.5, in which one-fifth of the PbI columns were orderly defected, one-third of all columns in the new FA4Pb2I7.5(SCN)0.5 were defects.

The main novelty of this discovery is that the new compound, alongside the previous one, forms what's known as a 'homologous series.' This means that systematic variations of the compound's chemical formula, which can be represented using integer variables, result in systematic changes in its properties. In this case, the researchers found that the optical bandgap of the material increased with the concentration of ordered defects in the lattice.

Worth noting, this work presents the first homologous series based on defect ordering found for hybrid organic–inorganic perovskites. "This study provides a new playground for defect engineering in organic–inorganic hybrid perovskite compounds. We believe that this new field has the potential to develop by an analogy to the defect-ordering already seen in perovskite oxides," remarks Dr. Yamamoto. "We have also provided a new strategy to control the defect orderings for tuning a perovskite's optical properties by incorporating SCN."

With any luck, these findings will translate to progress in an exciting area of materials science, ultimately leading to new perovskites with useful qualities for next-generation technologies.

Reference

Authors :
Takuya Ohmi1, James R. Neilson2, Wataru Taniguchi1, Tomoya Fukui3, Teppei Nagase1, Yuki Haruta4, Makhsud I. Saidaminov4, Takanori Fukushima3,5, Masaki Azuma1,5,6, and Takafumi Yamamoto1,*
Title :
FA4Pb2I7.5(SCN)0.5: n = 3 Member of Perovskite Homologous Series FAn+1Pbn−1I3n−1.5(SCN)0.5 with Columnar Defects
Journal :
ACS Materials Letters
DOI :
Affiliations :

1 Laboratory for Materials and Structures, Institute of Innovative Research, Tokyo Institute of Technology, Japan

2 Department of Chemistry, Colorado State University, United States

3 Laboratory for Chemistry and Life Science, Institute of Innovative Research, Tokyo Institute of Technology, Japan

4 Department of Chemistry, University of Victoria, Canada

5 Living Systems Materialogy (LiSM Research Group), International Research Frontiers Initiative (IRFI), Tokyo Institute of Technology, Japan

6 Kanagawa Institute of Industrial Science and Technology, Japan

* Corresponding author's email: yama@msl.titech.ac.jp

School of Materials and Chemical Technology
—Encompassing the Disciplines of Science—

Information on School of Materials and Chemical Technology inaugurated in April 2016

School of Materials and Chemical Technology

Schools, Departments, and Institute for Liberal Arts

Further Information

Associate Professor Takafumi Yamamoto

Institute of Innovative Research, Tokyo Institute of Technology

Email yama@msl.titech.ac.jp

Contact

Public Relations Division, Tokyo Institute of Technology

Email media@jim.titech.ac.jp
Tel +81-3-5734-2975








5 необычных прыжков с парашютом, от которых захватывает дух

Игровые терминалы в ТЦ: союз ради будущего

В мэрии назвали условия присвоения Элджею звания почётного жителя

Виниры для исправления прикуса


Kolo Muani: Juventus prepare new offer but face Man United and Chelsea threat

UFC Abu Dhabi live blog: Shara Bullet vs. Marc-Andre Barriault

The Great Indian Kapil Show: Raghav Chadha reveals telling Parineeti Chopra to manifest he will never become the PM; says ‘Yeh jo bolti hai wo ulta hota hai’

Juventus and Roma weigh up McKennie & Cristante swap


В лобовом столкновении кроссовера и грузовика погибли два человека

Нагорный Карабах - сторона конфликта в переговорном процессе в рамках Минской группы ОБСЕ. ВИДЕО

В этих регионах больше всего пьяных аварий

Utrace запускает услугу по валидации IT-систем для фармацевтического рынка


«Если бы у Наруто и AC Shadows был ребёнок»: Разбор англоязычной версии Where Winds Meet

Brütal Legend is free in honor of Ozzy Osbourne, but only for 666 minutes

Quarantine Zone creator reveals 3 reasons the zombie sim went viral on TikTok

Ninja Party можно предзаказать в мобильных маркетах с релизом в конце июля



Собянин отметил качество обслуживания в центрах госуслуг Москвы

Как начать петь. Как начать петь песни. Как начать петь с нуля

27 июля 2012 года открылись XXX летние Олимпийские игры в Лондоне

Потерянная библиотека, подземный город и бункер Сталина: какие секреты хранит Кремль


В Санкт-Петербурге обсудили внедрение ИИ в разработку и оптимальные корпоративные архитектуры

Битва за 150 миллионов. Седокову будут судить за получение наследства Тиммы

Симоньян предложила вернуть Москве особняк Игумнова из-под контроля Франции

«Деловые Линии» сократили сроки авиаперевозок по более чем 4400 направлений по России


Под крышей эконома: цены на готовые частные дома упали на 15%

Остался только страх. Пашинян хочет ударить по Москве, но "удавка" сдерживает

В РФ введут штрафы до 50 тысяч рублей и изъятие земли за захламление участков

Выморозки. Ужасы отступления французов в 1812 году


Россиянин Сидоренко выиграл золото Универсиады в настольном теннисе

Россиянин Сидоренко выиграл соревнования по настольному теннису на Универсиаде‑2025

Россиянка Калинская уступила канадке Фернандес в финале турнира WTA

Калинская пробилась в полуфинал турнира в Вашингтоне.


"Известия": в 16 регионах России цена ОСАГО оказалась выше средней по стране

Тройка от «Балтики»: разгром «Спартака» и лидерство «Локомотива»

Остался только страх. Пашинян хочет ударить по Москве, но "удавка" сдерживает

В Гюмри идут сотни наших танков. Россия готовится к выходу Армении из ОДКБ


Музыкальные новости

Пресняков назвал главное преимущество Москвы перед Нью-Йорком

Келли Осборн вспомнила один из трогательных моментов с Оззи Осборном

Менеджер Артиста. Менеджер по работе с артистами.

«Стал таким, каким должен быть мужчина в 45»: Баста об ошибках молодости


Как начать петь. Как начать петь песни. Как начать петь с нуля

ИИ в Подмосковье резко снизил количество жалоб на незаконную торговлю

Возобновлены прямые рейсы из Москвы в Пхеньян

Первый прямой рейс Москва – Пхеньян вылетел из Шереметьево


"Локомотив" обыграл "Краснодар" со счетом 2:1 во втором туре РПЛ

Патрушев: НАТО хочет военным путём нарушить целостность РФ

Технологии будущего: MGIMO Ventures объявляет старт четвертого сезона акселерационной программы

«Ужас, который я пережила, никому не пожелаю!»  Алёна Блин взяла в заложники ловца в новой серии «Погони» на ТНТ


Движение в поселке Восточный ограничили из-за пожара

На МКАД движение транспорта затруднено из-за ДТП

ДТП произошло на внешней стороне 26-го километра МКАД

Адвокаты  Рублевка, Патриаршие пруды (Патрики), Барвиха, Рождественно, Шульгино, Раздоры, Рублево-Успенское шоссе, Огарево, Жуковка,Крылатское, Хамовники, Дорогомилово, Кунцево, Москва-сити, Филёвский парк, Фили-Давыдково Западного административного округа города Москвы


Путин в День ВМФ прибыл на территорию Главного Адмиралтейства в Санкт-Петербурге

Путин отметил смелость и героизм морских пехотинцев в бою.

СМИ: Путин на этой неделе отправил США ominous сигнал.

«Подводная лодка, демонтрированная Путину, произвела шок на Западе»


Профессор Баранова рассказала, кому опасен новый штамм коронавируса



Выбрать клинику гнатологии в Москве

Клиника гнатологии в Москве

Пьяный сантехник устроил дебош в столичной студии косметологии из-за жалобы

Выбор клиники гнатологии в Москве


Киевский режим применил все 18 пакетов санкций ЕС

Запад ударил Зеленского по самому больному месту – кошельку: Киев показательно лишили 1,5 миллиардов помощи

Зеленский настаивает: встреча с Путиным до конца августа с участием Европы


Пловец из Москвы скончался во время заплыва по Волге в Нижнем Новгороде

Пловец из Москвы умер во время соревнований в Нижнем Новгороде

27 июля 2012 года открылись XXX летние Олимпийские игры в Лондоне

Канал, о котором мечтали несколько веков...


Лукашенко получил приглашения от стран Латинской Америки и Азии для визитов.

«Беларусь-1»: Лукашенко дал интервью одному из американских СМИ

Лукашенко дал интервью одному из американских СМИ


Сергей Собянин. Главное за день

Собянин поздравил работников центров госуслуг с профессиональным праздником

Собянин: На территории промзоны «Кирпичные улицы» будет создана социнфраструктура

Собянин в День работника МФЦ поздравил сотрудников центров госуслуг Москвы


Канал, о котором мечтали несколько веков...

Москвичей предупредили об аномальной жаре 28–30 июля

Сняла скальп и утопила на глазах зрителей: как и почему косатка Тиликум начала убивать

РИА: глава Минприроды Козлов летит первым авиарейсом Москва - Пхеньян


Под крышей эконома: цены на готовые частные дома упали на 15%

В Госдуме опровергли слухи о блокировке WhatsApp* с 1 августа

«В августе будет климатическая угроза»: синоптики дали новый прогноз на конец лета

"Известия": в 16 регионах России цена ОСАГО оказалась выше средней по стране


В музее-заповеднике «Архангельское» пройдут «Jazzовые сезоны»

70 участников СВО в Архангельске показали мотивацию выше госслужащих — Цыбульский

В Архангельске началось обучение бойцов СВО, сообщил Цыбульский.

В Архангельске представили киноальманах «Север, я люблю тебя!» по произведениям современных писателей


Губернатор Севастополя поздравил моряков с Днем ВМФ

В Крыму из-за дыма от пожара столкнулись девять автомобилей

Прогноз погоды в Крыму на 27 июля

К парню с костылем подошли трое с требованием уступить. Он был готов, но заступилась бабушка по соседству


Выморозки. Ужасы отступления французов в 1812 году

Тройка от «Балтики»: разгром «Спартака» и лидерство «Локомотива»

Остался только страх. Пашинян хочет ударить по Москве, но "удавка" сдерживает

"Известия": в 16 регионах России цена ОСАГО оказалась выше средней по стране














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *