Твердотельный ядерный магнитный резонанс на ядрах ¹³³Cs в полупроводниковых перовскитах CsPbBr₃+Bi

Методом ¹³³Cs ЯМР изучены структурные характеристики и свойства перовскитов на атомном уровне. Исследованы образцы перовскитов CsBi_xPb_1–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.

1. A. V. Dmitriev, I. P. Zvyagin. Phys. Usp., 53, N 8 (2010) 789—803

2. E. 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.2020.05.005

3. Z.-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.8b02657

4. S. A. Veldhuis, P. P. Boix, N. Yantara, M. Li, T. C. Sum, N. Mathews, S. G. Mhaisalkar. Adv. Mater., 28 (2016) 6804

5. Y. 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/C7TC02137B

6. A. Kostopoulou, E. Kymakis, E. Stratakis. J. Mater. Chem. A, 6 (2018) 9765—9798, doi: 10.1039/C8TA01964A

7. V. 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-z

8. B. Luo, F. Li, K. Xu, Y. Guo, Y. Liu, Z. Xia, J. Z. Zhang. J. Mater. Chem. C, 7, N 10 (2019) 2781—2808

9. X. 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/C7TC00417F

10. J. 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.9b00209

11. M. 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/c5ee03874j

12. R. 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.6b09575

13. C. 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.aav0693

14. L. Xu, S. Yuan, H. Zeng, J. Song. Mater. Today Nano, 6 (2019) 100036, doi: 10.1016/j.mtnano.2019.100036

15. R. 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.6b09575

16. O. 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.8b02178

17. A. 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.5b02681

18. F. Aiello, S. Masi. Nanomaterials, 11, N 8 (2021) 2024, doi: 10.3390/nano11082024

19. V. V. Ogloblichev, V. L. Matukhin, I. Y. Arapova, E. V. Schmidt, R. R. Khusnutdinov. Appl. Magn. Res., 50 (2019) 619—625, doi: 10.1007/s00723-018-1096-9

20. V. 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-z

21. J. Skibsted, T. Vosegaard, H. Bildsøe, H. J. Jakobsen. J. Phys. Chem., 100 (1996) 14872—14881, doi: 10.1021/jp9608741

22. T. 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.2014.07.001

23. S. Kroeker, K. Eichele, R. E. Wasylishen, J. F. Britten. J. Phys. Chem. B, 101 (1997) 3727—3733, doi: 10.1021/jp970043a

24. O. 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)00043-7

25. O. 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/jp971789b

26. L. Piveteau, V. Morad, M. V. Kovalenko. J. Am. Chem. Soc., 142 (2020) 19413—19437, doi: 10.1021/jacs.0c07338

27. A. Karmakar, A. Bhattacharya, D. Sarkar, G. M. Bernard, A. Mar, V. Michaelis. Chem. Sci., 12 (2021) 3253—3263, doi: 10.1039/d0sc05614f

28. F. Ji, F. Wang, L. Kobera, S. Abbrent, J. Brus, W. Ning, F. Gao. Chem. Sci., 12 (2021) 1730—1735, doi: 10.1039/d0sc05264g

29. A. Karmakar, A. Bhattacharya, G. M. Bernard, A. Mar, V. K. Michaelis. ACS Mater. Lett., 3 (2021) 261—267, doi: 10.1021/acsmaterialslett.0c00596

30. Y. 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.9b13396

31. I. M. Sharaf, A. V. Shurukhina, I. S. Komarova, A. V. Emeline. Mendeleev Commun., 31 (2021) 465—468, doi: 10.1016/j.mencom.2021.07.009

32. V. 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: 10.1007/978-3-319-05299-1

33. Bruker TopSpin, https://www.bruker.com/service/information-communication/user-manuals/nmr.htm

34. F. 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