zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-1351Research ArticleСПЕКТРОСКОПИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛSPECTROSCOPY OF SOLIDSТвердотельный ядерный магнитный резонанс на ядрах 133Cs в полупроводниковых перовскитах CsPbBr3+BiSolid-State Nuclear Magnetic Resonance 133Cs in CsPbBr3+Bi Semiconductor PerovskitesГавриленкоА. Н.GavrilenkoA. N.

Казань

Kazan

ang_2000@mail.ruГнездиловО. И.GnezdilovO. I.

Казань

Kazan

ЕмелинА. В.EmelineA. V.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

ШурухинаА. В.ShurukhinaA. V.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

ШмидтЕ. В.SchmidtE. V.

Казань

Kazan

ИвановА. Ф.IvanovA. F.

Казань

Kazan

МатухинВ. Л.MatukhinV. L.

Казань

Kazan

Казанский государственный энергетический университетKazan State Power Engineering UniversityКазанский (Приволжский) федеральный университетKazan (Volga Region) Federal UniversityСанкт-Петербургский государственный университетSt. Petersburg State University202323082023904577583Copyright © Гавриленко А.Н., Гнездилов О.И., Емелин А.В., Шурухина А.В., Шмидт Е.В., Иванов А.Ф., Матухин В.Л., 20232023Гавриленко А.Н., Гнездилов О.И., Емелин А.В., Шурухина А.В., Шмидт Е.В., Иванов А.Ф., Матухин В.Л.Gavrilenko A.N., Gnezdilov O.I., Emeline A.V., Shurukhina A.V., Schmidt E.V., Ivanov A.F., Matukhin V.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1351

Методом 133Cs ЯМР изучены структурные характеристики и свойства перовскитов на атомном уровне. Исследованы образцы перовскитов CsBixPb1–xBr3, легированные висмутом концентраций 0.0059, 0.0072, 0.0120. Отмечена важность качества материалов при использовании в оптике и фотонике. Показана высокая чувствительность метода 133Cs ЯМР при изучении данных концентраций висмута, влияющих на стабильность перовскитов и их динамические параметры.

The 133Cs NMR method was applied to study the structural characteristics and properties of perovskites at the atomic level in this work. CsBixPb1–xBr3 perovskites doped with bismuth at concentrations of 0.0059, 0.0072, 0.0120 were used as the studied samples. For applications in optics and photonics, the importance of high quality of materials was noted. The 133Cs NMR method showed a significant sensitivity for studying the manifestations of these concentrations of bismuth, which affect the stability of perovskites and their dynamic parameters.

ядерный магнитный резонансперовскитычувствительность методапреобразование солнечной энергииполупроводниковые материалыnuclear magnetic resonanceperovskitesmethod sensitivitysolar energy conversionsemiconductor materialsРабота в части проведения ЯМР-измерений выполнена в рамках программы развития “Приоритет-2030” Казанского федерального университета.ReferencesA. V. Dmitriev, I. P. Zvyagin. Phys. Usp., 53, N 8 (2010) 789—803A. V. Dmitriev, I. P. Zvyagin. Phys. Usp., 53, N 8 (2010) 789—803E. I. Marchenko, S. A. Fateev, A. A. Petrov, E. A. Goodilin, A. B. Tarasov. Mendeleev Commun., 30 (2020) 279—281, doi: 10.1016/j.mencom.2020.05.005E. I. Marchenko, S. A. Fateev, A. A. Petrov, E. A. Goodilin, A. B. Tarasov. Mendeleev Commun., 30 (2020) 279—281, doi: 10.1016/j.mencom.2020.05.005Z.-J. Li, E. Hofman, A. H. Davis, A. Khammang, J. T. Wright, B. Dzikovski, R. W. Meulenberg, W. Zheng. Chem. Mater., 30 (2018) 6400—6409, doi: 10.1021/acs.chemmater.8b02657Z.-J. Li, E. Hofman, A. H. Davis, A. Khammang, J. T. Wright, B. Dzikovski, R. W. Meulenberg, W. Zheng. Chem. Mater., 30 (2018) 6400—6409, doi: 10.1021/acs.chemmater.8b02657S. A. Veldhuis, P. P. Boix, N. Yantara, M. Li, T. C. Sum, N. Mathews, S. G. Mhaisalkar. Adv. Mater., 28 (2016) 6804S. A. Veldhuis, P. P. Boix, N. Yantara, M. Li, T. C. Sum, N. Mathews, S. G. Mhaisalkar. Adv. Mater., 28 (2016) 6804Y. Li, Z.-F. Shi, S. Li, L.-Z. Lei, H.-F. Ji, D. Wu, T.-T. Xu, Y.-T. Tian, X.-J. Li. J. Mater. Chem. C, 5 (2017) 8355—8360, doi: 10.1039/C7TC02137BY. Li, Z.-F. Shi, S. Li, L.-Z. Lei, H.-F. Ji, D. Wu, T.-T. Xu, Y.-T. Tian, X.-J. Li. J. Mater. Chem. C, 5 (2017) 8355—8360, doi: 10.1039/C7TC02137BA. Kostopoulou, E. Kymakis, E. Stratakis. J. Mater. Chem. A, 6 (2018) 9765—9798, doi: 10.1039/C8TA01964AA. Kostopoulou, E. Kymakis, E. Stratakis. J. Mater. Chem. A, 6 (2018) 9765—9798, doi: 10.1039/C8TA01964AV. B. Mykhaylyk, H. Kraus, V. Kapustianyk, H. J. Kim, P. Mercere, M. Rudko, P. Da Silva, O. Antonyak, M. Dendebera. Sci. Rep., 10 (2020) 8601, doi: 10.1038/s41598-020-65672-zV. B. Mykhaylyk, H. Kraus, V. Kapustianyk, H. J. Kim, P. Mercere, M. Rudko, P. Da Silva, O. Antonyak, M. Dendebera. Sci. Rep., 10 (2020) 8601, doi: 10.1038/s41598-020-65672-zB. Luo, F. Li, K. Xu, Y. Guo, Y. Liu, Z. Xia, J. Z. Zhang. J. Mater. Chem. C, 7, N 10 (2019) 2781—2808B. Luo, F. Li, K. Xu, Y. Guo, Y. Liu, Z. Xia, J. Z. Zhang. J. Mater. Chem. C, 7, N 10 (2019) 2781—2808X. L. Miao, T. Qiu, S. F. Zhang, H. Ma, Y. Q. Hu, F. Bai, Z. C. Wu. J. Mater. Chem. C, 5, N 20 (2017) 4931—4939, doi: 10.1039/C7TC00417FX. L. Miao, T. Qiu, S. F. Zhang, H. Ma, Y. Q. Hu, F. Bai, Z. C. Wu. J. Mater. Chem. C, 5, N 20 (2017) 4931—4939, doi: 10.1039/C7TC00417FJ. Yin, G. H. Ahmed, O. M. Bakr, J. L. Bredas, O. F. Mohammed. ACS Energy Lett., 4, N 3 (2019) 789—795, doi: 10.1021/acsenergylett.9b00209J. Yin, G. H. Ahmed, O. M. Bakr, J. L. Bredas, O. F. Mohammed. ACS Energy Lett., 4, N 3 (2019) 789—795, doi: 10.1021/acsenergylett.9b00209M. Saliba, T. Matsui, J. Y. Seo, K. Domanski, J. P. Correa-Baena, M. K. Nazeeruddin, S. M. Zakeeruddin, W. Tress, A. Abate, A. Hagfeldt, M. Gratzel. Energy Environ. Sci., 9, N 6 (2016) 1989—1997, doi: 10.1039/c5ee03874jM. Saliba, T. Matsui, J. Y. Seo, K. Domanski, J. P. Correa-Baena, M. K. Nazeeruddin, S. M. Zakeeruddin, W. Tress, A. Abate, A. Hagfeldt, M. Gratzel. Energy Environ. Sci., 9, N 6 (2016) 1989—1997, doi: 10.1039/c5ee03874jR. Begum, M. R. Parida, A. L. Abdelhady, B. Murali, N. M. Alyami, G. H. Ahmed, M. N. Hedhili, O. M. Bakr, O. F. Mohammed. J. Am. Chem. Soc., 139, N 2 (2017) 731—737, doi: 10.1021/jacs.6b09575R. Begum, M. R. Parida, A. L. Abdelhady, B. Murali, N. M. Alyami, G. H. Ahmed, M. N. Hedhili, O. M. Bakr, O. F. Mohammed. J. Am. Chem. Soc., 139, N 2 (2017) 731—737, doi: 10.1021/jacs.6b09575C. J. Bartel, C. Sutton, B. R. Goldsmith, R. Ouyang, C. B. Musgrave, L. M. Ghiringhelli, M. Scheffler. Sci. Adv., 5 (2019) eaav0693, doi: 10.1126/sciadv.aav0693C. J. Bartel, C. Sutton, B. R. Goldsmith, R. Ouyang, C. B. Musgrave, L. M. Ghiringhelli, M. Scheffler. Sci. Adv., 5 (2019) eaav0693, doi: 10.1126/sciadv.aav0693L. Xu, S. Yuan, H. Zeng, J. Song. Mater. Today Nano, 6 (2019) 100036, doi: 10.1016/j.mtnano.2019.100036L. Xu, S. Yuan, H. Zeng, J. Song. Mater. Today Nano, 6 (2019) 100036, doi: 10.1016/j.mtnano.2019.100036R. Begum, M. R. Parida, A. L. Abdelhady, B. Murali, N. M. Alyami, G. H. Ahmed, M. N. Hedhili, O. M. Bakr, O. F. Mohammed. J. Am. Chem. Soc., 139 (2017) 731—737, doi: 10.1021/jacs.6b09575R. Begum, M. R. Parida, A. L. Abdelhady, B. Murali, N. M. Alyami, G. H. Ahmed, M. N. Hedhili, O. M. Bakr, O. F. Mohammed. J. Am. Chem. Soc., 139 (2017) 731—737, doi: 10.1021/jacs.6b09575O. A. Lozhkina, A. A. Murashkina, V. V. Shilovskikh, Y. V. Kapitonov, V. K. Ryabchuk, A. V. Emeline, T. Miyasaka. J. Phys. Chem. Lett., 9 (2018) 5408—5411, doi: 10.1021/acs.jpclett.8b02178O. A. Lozhkina, A. A. Murashkina, V. V. Shilovskikh, Y. V. Kapitonov, V. K. Ryabchuk, A. V. Emeline, T. Miyasaka. J. Phys. Chem. Lett., 9 (2018) 5408—5411, doi: 10.1021/acs.jpclett.8b02178A. L. Abdelhady, M. I. Saidaminov, B. Murali, V. Adinolfi, O. Voznyy, K. Katsiev, E. Alarousu, R. Comin, I. Dursun, L. Sinatra, E. H. Sargent, O. F. Mohammed, O. M. Bakr. J. Phys. Chem. Lett., 7, N 2 (2016) 295—301, doi: 10.1021/acs.jpclett.5b02681A. L. Abdelhady, M. I. Saidaminov, B. Murali, V. Adinolfi, O. Voznyy, K. Katsiev, E. Alarousu, R. Comin, I. Dursun, L. Sinatra, E. H. Sargent, O. F. Mohammed, O. M. Bakr. J. Phys. Chem. Lett., 7, N 2 (2016) 295—301, doi: 10.1021/acs.jpclett.5b02681F. Aiello, S. Masi. Nanomaterials, 11, N 8 (2021) 2024, doi: 10.3390/nano11082024F. Aiello, S. Masi. Nanomaterials, 11, N 8 (2021) 2024, doi: 10.3390/nano11082024V. V. Ogloblichev, V. L. Matukhin, I. Y. Arapova, E. V. Schmidt, R. R. Khusnutdinov. Appl. Magn. Res., 50 (2019) 619—625, doi: 10.1007/s00723-018-1096-9V. V. Ogloblichev, V. L. Matukhin, I. Y. Arapova, E. V. Schmidt, R. R. Khusnutdinov. Appl. Magn. Res., 50 (2019) 619—625, doi: 10.1007/s00723-018-1096-9V. L. Matukhin, A. N. Gavrilenko, E. V. Schmidt, S. B. Orlinskii, I. G. Sevastianov, S. O. Garkavyi, J. Navratil, P. Novak. Appl. Magn. Res., 52 (2021) 1729—1737, doi: 10.1007/s00723-021-01409-zV. L. Matukhin, A. N. Gavrilenko, E. V. Schmidt, S. B. Orlinskii, I. G. Sevastianov, S. O. Garkavyi, J. Navratil, P. Novak. Appl. Magn. Res., 52 (2021) 1729—1737, doi: 10.1007/s00723-021-01409-zJ. Skibsted, T. Vosegaard, H. Bildsøe, H. J. Jakobsen. J. Phys. Chem., 100 (1996) 14872—14881, doi: 10.1021/jp9608741J. Skibsted, T. Vosegaard, H. Bildsøe, H. J. Jakobsen. J. Phys. Chem., 100 (1996) 14872—14881, doi: 10.1021/jp9608741T. Minami, Y. Tokuda, H. Masai, Y. Ueda, Y. Ono, S. Fujimura, T. Yoko. J. Asian Ceram. Soc., 2 (2014) 333—338, doi: 10.1016/j.jascer.2014.07.001T. Minami, Y. Tokuda, H. Masai, Y. Ueda, Y. Ono, S. Fujimura, T. Yoko. J. Asian Ceram. Soc., 2 (2014) 333—338, doi: 10.1016/j.jascer.2014.07.001S. Kroeker, K. Eichele, R. E. Wasylishen, J. F. Britten. J. Phys. Chem. B, 101 (1997) 3727—3733, doi: 10.1021/jp970043aS. Kroeker, K. Eichele, R. E. Wasylishen, J. F. Britten. J. Phys. Chem. B, 101 (1997) 3727—3733, doi: 10.1021/jp970043aO. B. Lapina, V. M. Mastikhin, A. A. Shubin, K. M. Eriksen, R. Fehrmann. J. Mol. Catal. A, 99, N 2 (1995) 123—130, doi: 10.1016/1381-1169(95)00043-7O. B. Lapina, V. M. Mastikhin, A. A. Shubin, K. M. Eriksen, R. Fehrmann. J. Mol. Catal. A, 99, N 2 (1995) 123—130, doi: 10.1016/1381-1169(95)00043-7O. B. Lapina, V. V. Terskikh, A. A. Shubin, V. M. Mastikhin, K. M. Eriksen, R. Fehrmann. J. Phys. Chem., 101, N 45 (1997) 9188—9194, doi: 10.1021/jp971789bO. B. Lapina, V. V. Terskikh, A. A. Shubin, V. M. Mastikhin, K. M. Eriksen, R. Fehrmann. J. Phys. Chem., 101, N 45 (1997) 9188—9194, doi: 10.1021/jp971789bL. Piveteau, V. Morad, M. V. Kovalenko. J. Am. Chem. Soc., 142 (2020) 19413—19437, doi: 10.1021/jacs.0c07338L. Piveteau, V. Morad, M. V. Kovalenko. J. Am. Chem. Soc., 142 (2020) 19413—19437, doi: 10.1021/jacs.0c07338A. Karmakar, A. Bhattacharya, D. Sarkar, G. M. Bernard, A. Mar, V. Michaelis. Chem. Sci., 12 (2021) 3253—3263, doi: 10.1039/d0sc05614fA. Karmakar, A. Bhattacharya, D. Sarkar, G. M. Bernard, A. Mar, V. Michaelis. Chem. Sci., 12 (2021) 3253—3263, doi: 10.1039/d0sc05614fF. Ji, F. Wang, L. Kobera, S. Abbrent, J. Brus, W. Ning, F. Gao. Chem. Sci., 12 (2021) 1730—1735, doi: 10.1039/d0sc05264gF. Ji, F. Wang, L. Kobera, S. Abbrent, J. Brus, W. Ning, F. Gao. Chem. Sci., 12 (2021) 1730—1735, doi: 10.1039/d0sc05264gA. Karmakar, A. Bhattacharya, G. M. Bernard, A. Mar, V. K. Michaelis. ACS Mater. Lett., 3 (2021) 261—267, doi: 10.1021/acsmaterialslett.0c00596A. Karmakar, A. Bhattacharya, G. M. Bernard, A. Mar, V. K. Michaelis. ACS Mater. Lett., 3 (2021) 261—267, doi: 10.1021/acsmaterialslett.0c00596Y. Chen, S. R. Smock, A. H. Flintgruber, F. A. Perras, R. L. Brutchey, A. J. Rossini. J. Am. Chem. Soc., 2 (2020) 1—13, doi: 10.1021/jacs.9b13396Y. Chen, S. R. Smock, A. H. Flintgruber, F. A. Perras, R. L. Brutchey, A. J. Rossini. J. Am. Chem. Soc., 2 (2020) 1—13, doi: 10.1021/jacs.9b13396I. M. Sharaf, A. V. Shurukhina, I. S. Komarova, A. V. Emeline. Mendeleev Commun., 31 (2021) 465—468, doi: 10.1016/j.mencom.2021.07.009I. M. Sharaf, A. V. Shurukhina, I. S. Komarova, A. V. Emeline. Mendeleev Commun., 31 (2021) 465—468, doi: 10.1016/j.mencom.2021.07.009V. I. Chizik, Yu. S. Chernyshev, A. V. Donets, V. V. Frolov, A. I. Komolkin, M. G. Shelyapina. Magnetic Resonance and its Applications, XX, Springer, Cham, Heidelberg, New York, Dordrecht, London (2014), doi: 10.1007/978-3-319-05299-1V. I. Chizik, Yu. S. Chernyshev, A. V. Donets, V. V. Frolov, A. I. Komolkin, M. G. Shelyapina. Magnetic Resonance and its Applications, XX, Springer, Cham, Heidelberg, New York, Dordrecht, London (2014), doi: 10.1007/978-3-319-05299-1Bruker TopSpin, https://www.bruker.com/service/information-communication/user-manuals/nmr.htmBruker TopSpin, https://www.bruker.com/service/information-communication/user-manuals/nmr.htmF. A. Perras, C. M. Widdifield, D. L. Bryce. Solid State Nucl. Magn. Res., 45-46 (2012) 36—44, doi: 10.1016/j.ssnmr.2012.05.002F. A. Perras, C. M. Widdifield, D. L. Bryce. Solid State Nucl. Magn. Res., 45-46 (2012) 36—44, doi: 10.1016/j.ssnmr.2012.05.002

The authors declare that there are no conflicts of interest present.