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Emissive Nature and Molecular Behavior of Zero-Dimensional Organic-Inorganic Metal Halides Bmpip2MX4.
The Journal of Physical Chemistry Letters ( IF 4.8 ) Pub Date : 2020-06-11 , DOI: 10.1021/acs.jpclett.0c01396 Ping-Ping Sun 1 , Devesh R Kripalani 1 , Mengyao Hao 2 , Weijie Chi 3 , Weidong Li 1 , Kun Zhou 1, 4
The Journal of Physical Chemistry Letters ( IF 4.8 ) Pub Date : 2020-06-11 , DOI: 10.1021/acs.jpclett.0c01396 Ping-Ping Sun 1 , Devesh R Kripalani 1 , Mengyao Hao 2 , Weijie Chi 3 , Weidong Li 1 , Kun Zhou 1, 4
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Zero-dimensional (0D) organic–inorganic metal halides, with their high stability and broadband emission features, have aroused great interest in optoelectronic applications. Metal halides of the type Bmpip2MX4 (M = Pb, Sn, or Ge; X = I or Br) have 0D disphenoidal coordinated structures that offer an excellent opportunity to investigate their emissive nature and molecular behavior. Herein, the photophysical properties and carrier transport behavior of 0D Bmpip2MX4 metal halides are studied by using density functional theory. Our results indicate that Bmpip2MX4 metal halides present broadband emission widths and significant Stokes shifts. In particular, Bmpip2SnBr4 possesses the largest Stokes shift (1.981 eV) and the shortest exciton self-trapping time, demonstrating the best photoluminescence emission ability. Bmpip2GeI4 exhibits the lowest electron–hole creation energy and the best photoresponse capacity. Moreover, Bmpip2PbI4 demonstrates superior transport capabilities with high carrier mobilities of 4.56 × 10–3 and 2.51 × 10–7 cm2 V–1 s–1 for hole and electron carriers, respectively, which makes it comparable even with typical hole transport materials (e.g., RR P3HT, ∼10–4 cm2 V–1 s–1). These findings highlight exciting opportunities for the future development and application of such kinds of 0D metal halides in optoelectronics.
中文翻译：
零维有机无机金属卤化物Bmpip2MX4的发射性质和分子行为。
零维（0D）有机-无机金属卤化物具有高稳定性和宽带发射特性，引起了人们对光电应用的极大兴趣。Bmpip 2 MX 4类型的金属卤化物（M = Pb，Sn或Ge； X = I或Br）具有0D蝶形配位结构，这为研究其发射性质和分子行为提供了极好的机会。在此，利用密度泛函理论研究了0D Bmpip 2 MX 4金属卤化物的光物理性质和载流子传输行为。我们的结果表明，Bmpip 2 MX 4金属卤化物具有宽带发射宽度和明显的斯托克斯位移。特别是Bmpip 2SnBr 4具有最大的斯托克斯位移（1.981 eV）和最短的激子自陷时间，显示出最佳的光致发光发射能力。Bmpip 2 GeI 4具有最低的电子空穴产生能和最佳的光响应能力。此外，Bmpip 2碘化铅4展示了具有4.56×10高载流子迁移优越传输能力-3和2.51×10 -7厘米2 V -1小号-1，分别为空穴和电子载流子，这使得它即使在典型孔可比运输材料（例如，RR P3HT，〜10 –4 cm 2 V–1 s –1）。这些发现凸显了此类0D金属卤化物在光电子领域的未来发展和应用的令人兴奋的机遇。
更新日期：2020-07-02
中文翻译：
零维有机无机金属卤化物Bmpip2MX4的发射性质和分子行为。
零维（0D）有机-无机金属卤化物具有高稳定性和宽带发射特性，引起了人们对光电应用的极大兴趣。Bmpip 2 MX 4类型的金属卤化物（M = Pb，Sn或Ge； X = I或Br）具有0D蝶形配位结构，这为研究其发射性质和分子行为提供了极好的机会。在此，利用密度泛函理论研究了0D Bmpip 2 MX 4金属卤化物的光物理性质和载流子传输行为。我们的结果表明，Bmpip 2 MX 4金属卤化物具有宽带发射宽度和明显的斯托克斯位移。特别是Bmpip 2SnBr 4具有最大的斯托克斯位移（1.981 eV）和最短的激子自陷时间，显示出最佳的光致发光发射能力。Bmpip 2 GeI 4具有最低的电子空穴产生能和最佳的光响应能力。此外，Bmpip 2碘化铅4展示了具有4.56×10高载流子迁移优越传输能力-3和2.51×10 -7厘米2 V -1小号-1，分别为空穴和电子载流子，这使得它即使在典型孔可比运输材料（例如，RR P3HT，〜10 –4 cm 2 V–1 s –1）。这些发现凸显了此类0D金属卤化物在光电子领域的未来发展和应用的令人兴奋的机遇。
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