Эффекты экстремального воздействия высокого давления в структурных, электрических и оптических свойствах галогенидных перовскитов

И.В. Жевстовских¹, Н.В. Морозова¹, И.В. Коробейников¹, М.Н. Сарычев², О.И.Семенова³, Т.С. Сухих⁴, С.В. Овсянников^5,6

¹Институт физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН, г. Екатеринбург

²Уральский федеральный университет, г. Екатеринбург

³Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН, г. Новосибирск

⁴Институт неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН, г. Новосибирск

⁵Институт химии твердого тела УрО РАН, г. Екатеринбург

⁶Баварский геологический институт, Байройтский университет, г. Байройт, Германия

Экспериментально обнаружено, что многократное циклическое воздействие высокого давления (до 12 ГПа) на монокристаллы галогенидных перовскитов модифицирует их структурные, электронные и оптические свойства. На примере перовскита CH₃NH₃PbI₃ показано, что фазовая стабильность кристалла может контролироваться структурными дефектами и напряжениями, выявлена хорошая корреляция электрических и оптических свойств вблизи фазовых переходов (рисунок). В перовските CsPbBr₃после обработки давлением обнаружено более значительное, чем в CH₃NH₃PbI₃, изменение люминесцентных свойств. Предложена интерпретация, учитывающая электрон-фононное взаимодействие, связанное с наклоном октаэдров PbBr₆, образующих структуру перовскита. Предложенный метод обработки высоким давлением галогенидных перовскитов может использоваться для модификации их свойств с целью улучшения и расширения технологического потенциала.

Рисунок. (a) Способ управления фазовой стабильностью CH₃NH₃PbI₃ циклическим воздействием высоким давлением; (b) Положения пиков фотолюминесценции в кристалле CsPbBr₃.

Публикации

A monoclinic crystal structure and a reusable stress-controlled optoelectronic switch in a lead halide perovskite, CsPbBr3/N.V. Morozova, I.V. Zhevstovskikh, I.V. Korobeinikov, M.N. Sarychev, O.I. Semenova, T.S. Sukhikh, S.V. Ovsyannikov. – Текст: непосредственный // Journal of Materials Chemistry C. — 2025. — V. 13. — P. 6453—6465.
Changes in near-bandgap photoluminescence in lead halide CsPbBr3 perovskite subjected to extreme conditions / I.V. Zhevstovskikh, M.N. Sarychev, I.V. Korobeinikov, S.V. Ovsyannikov, O.I. Semenova, T.S. Sukhikh, N.V. Morozova. – Текст: непосредственный // Journal of Materials Chemistry C. — 2025. — V. 13. — P. 17921—17932.

1.3.2. Физика конденсированных сред и физическое материаловедение. Работа выполнена в рамках темы государственного задания ИФМ УрО РАН Рег. № 122021000039-4, Шифр «Электрон».