混合层状卤化物钙钛矿在光电方面取得了不错的性能。由于层间距离短和独特的层取向，二维（2D）卤化物系统中的新结构类型（例如Dion-Jacobson相）而引起了广泛的研究关注，这些层间距离促进了光电器件中更好的电荷传输和更高的稳定性。美国西北大学Mercouri G. Kanatzidis和Constantinos C. Stoumpos等人报道了一类2D DJ结构的钙钛矿，其中结合了A和A'阳离子，通式为(A')(A)Pb₂Br₇ ((A'= 3-(氨基甲基)哌啶(3AMP)和4-(氨基甲基)哌啶(4AMP）；A＝甲铵(MA)和甲脒(FA))。

本文要点：

1) 通过混合A'阳离子和A阳离子，会生成新的(3AMP)_a(4AMP)_1-a(FA)_b(MA)_1-bPb₂Br₇钙钛矿。使用单晶X射线衍射数据进行晶体学的晶体结构表明，无机骨架的变形在很大程度上受到A'和A合金化程度的影响。结构中4AMP的上升部分会减小Pb-Br-Pb角，使框架更扭曲。相反，较高的FA含量会增加Pb-Br-Pb角。这种结构演变会微调光学特性，其中Pb-Br-Pb角度越大，带隙越窄。光致发光发射能量反映了这一趋势。

2）拉曼光谱显示出类似于MAPbBr₃的高动态晶格，并且与[Pb₂Br₇]框架的局部畸变环境一致。电子结构的密度泛函理论（DFT）计算显示出与实验结果相同的趋势，其中(3AMP)(FA) Pb₂Br₇具有最小的带隙，而(4AMP)(MA)Pb₂Br₇具有最大的带隙。在二维体系中，仅由有机阳离子引起的结构效应凸显了理解此类广泛材料中光电特性对结构调谐的高灵敏度的重要性。

Lingling Mao et al. Organic Cation Alloying on Intralayer A and Interlayer A' sites in 2D Hybrid Dion-Jacobson Lead Bromide Perovskites (A')(A)Pb₂Br₇, J. Am. Chem. Soc. 2020.

DOI: 10.1021/jacs.0c01625.

https://doi.org/10.1021/jacs.0c01625