Chiralitätsabhängiger Photolumineszenz-Rotverschiebung von 2D-Perowskiten unter hohem Druck

ZUSAMMENFASSUNG Die präzise Unterscheidung zwischen dem Racemat und seinen Enantiomeren ist in der Materialwissenschaft von entscheidender Bedeutung. Angesichts der nicht intuitiven Begrenzungen traditioneller Methoden übersetzt die auf Lumineszenz basierende Identifizierung mikroskopische strukturelle Unterschiede in makroskopische optische Signale und bietet einen idealen Weg zur visuellen chiralen Identifikation. Allerdings hemmt die subtile Lumineszenzdiskrepanz zwischen Racematen und Enantiomeren, zusammen mit begrenzten mechanistischen Einblicken, die Entwicklung dieses Forschungsgebiets. Hier werden (Rac, S, R)-3BrMBA2PbI4 2D-Perowskite als Paradigmen verwendet, um ein visuelles Identifikationsfenster basierend auf hochdruckinduierter, chiralitätsabhängiger Lumineszenz-Rotverschiebung zu etablieren; im Bereich von 0–8 GPa zeigt Rac-3BrMBA2PbI4 einen bemerkenswerten Übergang von grüner zu roter Emission, während S- und R-3BrMBA2PbI4 grün emittieren. Anregungszustands- und Elektron-Loch-Effektivmasse-Berechnungen bestätigen den freien Exziton-Ursprung der Emission. Vergleichende Band- und Strukturanalysen zeigen, dass die bemerkenswerte Rotverschiebung von Rac-3BrMBA2PbI4 auf eine erhebliche Reduktion der direkten Bandlücke zurückzuführen ist, verursacht durch eine stabile Oktaederkontraktion innerhalb seiner hochsymmetrischen Struktur. Im Gegensatz dazu induziert Druck bei chiralen Enantiomeren eine asymmetrische Halogenbindungsausbildung und verstärkt asymmetrische Wasserstoffbrücken. Diese verstärkte Asymmetrie erhöht signifikant die Spin-Splittung durch Chiralitätstransfer, begünstigt jedoch ineffiziente phononassistierte indirekte Übergänge und begrenzte Bandlückenverengung, was die Emissions-Rotverschiebung einschränkt. Diese Arbeit nutzt hohen Druck, um die Lumineszenzdiskrepanz zwischen Racemat und Enantiomeren zu verstärken, beleuchtet die entscheidende Rolle der Symmetrie bei der Emission von 2D-Perowskiten und bietet eine neue Perspektive für die visuelle chirale Identifikation.