СПОЛУКИ A3B2C9 (A – K, Rb, Cs; B – As, Sb, Bi; C – Cl, Br, I): ЗАКОНОМІРНОСТІ ЗМІНИ ТА ПРОГНОЗ ВЛАСТИВОСТЕЙ
DOI:
https://doi.org/10.24144/2414-0260.2019.1.25-31Ключові слова:
ternary halides, melting point, band gap, crystal structuresАнотація
Сімейство потрійних галогенідів A3B2C9 (A – K, Rb, Cs; B – As, Sb, Bi; C – Cl, Br, I) класифіковано та проаналізовано на основі відповідних даних з літератури по неорганічній хімії та кристалохімії, а також на основі експериментальних результатів, одержаних в лабораторіях кафедри неорганічної хімії Ужгородського національного університету протягом останніх трьох десятиліть.
Показано, що властивості вищевказаних сполук, такі як симетрія кристалів, температура плавлення Tпл. і ширина забороненої зони DE, демонструють досить сильні залежності/кореляції від величини їх середнього заряду атомних ядер Zсер.; і тому можна очікувати, що ці властивості можуть будуть ефективно передбачені для ще недосліджених сполук, що належать до тієї ж групи хімічних речовин.
Хлориди вищезгаданого типу характеризуються Zсер. £ 31.0, тоді як броміди і йодиди мають значення Zсер. 31.5¸0 42.0 та 43.0¸58.0, відповідно.
Встановлено, що хімічне заміщення Cl®Br®I у вищезгаданих потрійних сполуках A3B2C9 призводить до значного зменшення величини DE, тоді як заміщення As®Sb®Bi призводить до збільшення ширини забороненої зони DE для відповідних хлоридів і бромідів. Найвищі значення DE спостерігаються й очікуються для калієвих представників сполук A3B2C9; рубідієві аналоги мають дещо менші значення ширини забороненої зони, тоді як цезієві сполуки мають найменші значення DE. Очікується, що монокристали тернарних галогенідів K3(Rb3,Cs3)Bi2Cl9 з найбільш широкими забороненими зонами DE будуть придатні для використання в якості матеріалів для виготовлення широкосмугових оптичних фільтрів (від інфрачервоного до видимого діапазону спектру); декілька представників розглянутої родини A3B2C9 могли б бути використані як відрізаючі оптичні фільтри.
Також було показано, що всі потрійні галогеніди вищевказаного типу A3B2C9 кристалізуються в одному з чотирьох можливих структурних аристотипів; і, як і інші розглянуті властивості, симетрія кристалів цих галогенідів залежить від значень Zсер..
Підхід, що використовується в цьому дослідженні, є простим і прямолінійним, тому його можна рекомендувати для рутинних досліджень неорганічних матеріалів, що належать до одного і того ж масиву хімічно і структурно подібних сполук.Посилання
Hagemann M., Weber H.-J. Are ternary halides useful materials for nonlinear optical applications? Appl. Phys. A. 1996, 63(1), 67–74.
Aleksandrov K.S., Beznosikov V.V. Hierarchies of perovskite-like crystals (Review). Phys. Solid State. 1997, 39(5), 695–715.
Saparov B., Mitzi D.B. Organic-Inorganic Perovskites: Structural Versatility for Functional Materials Design. Chem. Rev. 2016, 116(7), 4558–4596.
Mao L., Stoumpos C.C., Kanatzidis M.G. Two-Dimensional Hybrid Halide Perovskites: Principles and Promises. J. Am. Chem. Soc. 2019, 141(3), 1171–1190.
Peresh E.Yu., Sidei V.I., Zubaka O.V., Stercho I.P. K2(Rb2,Cs2,Tl2)TeBr6(I6) and Rb3(Cs3)Sb2(Bi2)Br9(I9) perovskite compounds. Inorg. Mater. 2011, 47(2), 208–212.
Peresh E.Yu., Kozma A.A., Barchiy I.E., Fedorchuk A.O., Malakhovska T.O., Kun A.V., Zubaka O.V., Kurach T.I. About reciprocal connectivity of some characteristics Tl4ВIVС3 and Tl9ВVC6 (ВIV – Sn,Pb; ВV – Sb, Bi; C – S, Se, Te) compounds of their atomic nuclei average charge. Scientific Bulletin of the Uzhhorod University. Series «Chemistry». 2017, 1(37), 38–43 (in Ukr.).
Sidey V.I., Zubaka O.V., Peresh E.Yu. Ternary halides A3B2C9: crystallochemical peculiarities, dependence of some properties on the average nuclear charge. Scientific Bulletin of the Uzhhorod University. Series «Chemistry». 2018, 1(39), 10–16 (in Ukr.).
