Repozytorium

Structural, Electric and Dynamic Properties of (Pyrrolidinium)3[Bi2I9] and (Pyrrolidinium)3[Sb2I9]: New Lead-Free, Organic–Inorganic Hybrids with Narrow Band Gaps

Autorzy

Magdalena Rowińska

Anna Piecha-Bisiorek

Wojciech Medycki

Piotr Durlak

Ryszard Jakubas

Anna Gągor

Rok wydania

2023

Czasopismo

Molecules

Numer woluminu

28

Strony

3894/1-3894/15

DOI

10.3390/molecules28093894

Kolekcja

Naukowa

Język

Angielski

Typ publikacji

Artykuł

Streszczenie

Hybrid organic–inorganic iodides based on Bi(III) and Sb(III) provide integrated functionalities through the combination of high dielectric constants, semiconducting properties and ferroic phases. Here, we report a pyrrolidinium-based bismuth (1) and antimony (2) iodides of (NC4H10)3 [M2 I9 ] (M: Bi(III), Sb(III)) formula which are ferroelastic at room temperature. The narrow band gaps (~2.12 eV for 1 and 2.19 eV for 2) and DOS calculations indicate the semiconducting characteristics of both materials. The crystal structure consists of discrete, face-sharing bioctahedra [M2 I9 ] 3− and disordered pyrrolidinium amines providing charge balance and acting as spacers between inorganic moieties. At room temperature, 1 and 2 accommodate orthorhombic Cmcm symmetry. 1 displays a complex temperature-induced polymorphism. It is stable up to 525 K and undergoes a sequence of low-temperature phase transitions (PTs) at 221/222 K (I ↔ II) and 189/190 K (II ↔ III) and at 131 K (IV→III), associated with the ordering of pyrrolidinium cations and resulting in Cmcm symmetry breaking. 2 undergoes only one PT at T = 215 K. The dielectric studies disclose a relaxation process in the kilohertz frequency region, assigned to the dynamics of organic cations, described well by the Cole–Cole relation. A combination of single-crystal X-ray diffraction, synchrotron powder diffraction, spin–lattice relaxation time of 1H NMR, dielectric and calorimetric studies is used to determine the structural phase diagram, cation dynamics and electric properties of (NC4H10)3 [M2 I9 ].

Słowa kluczowe

organic–inorganic metal halides, pyrrolidine, bismuth(III) iodides, band structure, phase transitions

Licencja otwartego dostępu

CC-BY

Licencja na prawach której można swobodnie kopiować, rozprowadzać, zmieniać i remiksować objęty prawem autorskim utwór (Utwór-przedmiot prawa autorskiego) pod warunkiem podania imienia i nazwiska autora utworu pierwotnego oraz źródła pochodzenia utworu.

Pełny tekst licencji: https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/pl/legalcode

Adres publiczny

http://dx.doi.org/10.3390/molecules28093894

Strona internetowa wydawcy

http://www.mdpi.com/journal/metals

Podobne publikacje
2017

Structural phase transition in a perovskite-type NH3(CH2)3NH3CuCl4 crystal : X-ray and optical studies.

Czapla Zbigniew, Przesławski Janusz, Crofton Matthew, Janczak Jan, Czupiński Olaf, Ingram Adam, Kostrzewa M.

2019

Structural phase transition and ferroelasticity in (H2NNH3)3CdBr5 crystal.

Czapla Zbigniew, Janczak Jan, Czupiński Olaf, Przesławski Janusz, Crofton Matthew

  • 06
    Czerwiec 2023
    10:15

    4. posiedzenie Rady Wydziału 2023

    Wrocław, dnia 31 maja 2023 r.   ZAPROSZENIE Uprzejmie zapraszam na 4. posiedzenie Rady Wydziału, które odbędzie się dnia 6 czerwca 2023 r. o godz. 10.15 (tryb zdalny)   Porządek dzienny: 1. Informacje Dziekana 2. Przyjęcie ...

    MS Teams
  • 30
    Maj 2023
    10:15

    Posiedzenie Rady Dyscypliny Nauki Chemiczne 5/2023

    Rada Dyscypliny Naukowej Nauki Chemiczne   Uprzejmie zapraszam na posiedzenie Nr 5/2023, które odbędzie się dnia 30 maja 2023 r. o godz. 10:15 w trybie zdalnym   Przewodniczący Prof. dr hab. Marcin Stępień     Porządek ...

    MS Teams
  • 27
    Kwiecień 2023
    10:15

    Posiedzenie Rady Dyscypliny Nauki Chemiczne 4/2023

    Rada Dyscypliny Naukowej Nauki Chemiczne   Uprzejmie zapraszam na posiedzenie Nr 4/2023, które odbędzie się dnia 27 kwietnia 2023 r. o godz. 10:15 w trybie zdalnym   Przewodniczący Prof. dr hab. Marcin Stępień     Porządek ...

    MS Teams
  • 25
    Kwiecień 2023
    10:15

    3. posiedzenie Rady Wydziału 2023

     Wrocław, dnia 19 kwietnia 2023 r.   ZAPROSZENIE Uprzejmie zapraszam na 3. posiedzenie Rady Wydziału, które odbędzie się dnia 25 kwietnia 2023 r. o godz. 10.15 (tryb zdalny)   Porządek dzienny: Informacje Dziekana Przyjęcie ...

    MS Teams
  • 17
    Kwiecień 2023
    12:00

    Publiczna obrona pracy doktorskiej mgra Marcina Małeckiego

    Rada Dyscypliny Nauki Chemiczne informuje, że dnia 17 kwietnia 2023 r. o godz. 12:00 na Wydziale Chemii w sali 145 odbędzie siępubliczna obrona rozprawy doktorskiej mgra Marcina Małeckiego pt.:”Układy alkinylowe i poliynowe w projektowaniu ...

    s.145