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Kinetically Stable Single Crystals of Perovskite-Phase CsPbI3
Journal of the American Chemical Society ( IF 14.4 ) Pub Date : 2019-07-08 , DOI: 10.1021/jacs.9b06055
Daniel B. Straus 1 , Shu Guo 1 , Robert J. Cava 1
Journal of the American Chemical Society ( IF 14.4 ) Pub Date : 2019-07-08 , DOI: 10.1021/jacs.9b06055
Daniel B. Straus 1 , Shu Guo 1 , Robert J. Cava 1
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We use solid-state methods to synthesize single crystals of perovskite-phase cesium lead iodide (γ-CsPbI3) that are kinetically stable at room temperature. Single crystal X-ray diffraction characterization shows the compound is orthorhombic with the GdFeO3 structure at room temperature. Unlike conventional semiconductors, the optical absorption and joint density-of-states of bulk γ-CsPbI3 is greatest near the band edge and decreases beyond Eg for at least 1.9 eV. Bulk γ-CsPbI3 does not show an excitonic resonance and has an optical band gap of 1.63(3) eV, ~90 meV smaller than has been reported in thin films; these and other differences indicate that previously-measured thin film γ-CsPbI3 shows signatures of quantum confinement. By flowing gases in situ during powder X-ray diffraction measurements, we confirm that γ-CsPbI3 is stable to oxygen but rapidly and catalytically converts to non-perovskite δ-CsPbI3 in the presence of moisture. Our results provide vital parameters for theoretical and experimental investigations into perovskite-phase CsPbI3 that will the guide the design and synthesis of atmospherically stable inorganic halide perovskites.
中文翻译：
钙钛矿相 CsPbI3 的动力学稳定单晶
我们使用固态方法合成在室温下动力学稳定的钙钛矿相碘化铯铅 (γ-CsPbI3) 单晶。单晶 X 射线衍射表征表明该化合物在室温下是正交的，具有 GdFeO3 结构。与传统半导体不同，体 γ-CsPbI3 的光吸收和联合态密度在带边缘附近最大，并且在超过 Eg 时下降至少 1.9 eV。体 γ-CsPbI3 不显示激子共振，光学带隙为 1.63(3) eV，比薄膜中报道的小~90 meV；这些和其他差异表明，先前测量的薄膜 γ-CsPbI3 显示出量子限制的特征。通过在粉末 X 射线衍射测量期间原位流动气体，我们确认 γ-CsPbI3 对氧稳定，但在水分存在的情况下会迅速催化转化为非钙钛矿 δ-CsPbI3。我们的结果为钙钛矿相 CsPbI3 的理论和实验研究提供了重要参数，这将指导大气稳定无机卤化物钙钛矿的设计和合成。
更新日期：2019-07-08
中文翻译：
钙钛矿相 CsPbI3 的动力学稳定单晶
我们使用固态方法合成在室温下动力学稳定的钙钛矿相碘化铯铅 (γ-CsPbI3) 单晶。单晶 X 射线衍射表征表明该化合物在室温下是正交的，具有 GdFeO3 结构。与传统半导体不同，体 γ-CsPbI3 的光吸收和联合态密度在带边缘附近最大，并且在超过 Eg 时下降至少 1.9 eV。体 γ-CsPbI3 不显示激子共振，光学带隙为 1.63(3) eV，比薄膜中报道的小~90 meV；这些和其他差异表明，先前测量的薄膜 γ-CsPbI3 显示出量子限制的特征。通过在粉末 X 射线衍射测量期间原位流动气体，我们确认 γ-CsPbI3 对氧稳定，但在水分存在的情况下会迅速催化转化为非钙钛矿 δ-CsPbI3。我们的结果为钙钛矿相 CsPbI3 的理论和实验研究提供了重要参数，这将指导大气稳定无机卤化物钙钛矿的设计和合成。
京公网安备 11010802027423号