Дисертації | Dissertations

Дисертація присвячена синтезу та дослідженню властивостей нових хіральних гібридних органічно-неорганічних перовськітів на основі α-амінокислот – аланіну, проліну та гістидину. У роботі досліджено кристалічну будову отриманих сполук, їх термічну стійкість, оптичні та фотолюмінесцентні властивості. Крім того, на основі отриманих гібридних перовськітів створено прототип фотодетектору, який може детектувати світло в усьому видимому діапазоні. У першому розділі представлений огляд літератури, що структурує загальну інформацію про гібридні органічно-неорганічні перовськіти, включаючи хіральні гібридні перовськіти. В ньому розглядаються різні структурні типи даних сполук, закономірності утворення гібридних перовськітів, а також їхні оптичні та електричні властивості. Особлива увага приділяється застосуванню цих матеріалів у фотодетекторах видимого світла та детекторах світла з еліптичною поляризацією. Також розглядаються методи синтезу хіральних гібридних перовськітів і властивості, які їм притаманні. У другому розділі наведено методики синтезу хіральних гібридних перовськітів на основі α-амінокислот, а також описано процес створення прототипу фотодетектора. Крім того, розглянуті прилади, які використовувалися для аналізу кристалічної структури та властивостей отриманих гібридних перовськітів, а також прилади, за допомогою яких проводилися вимірювання характеристик прототипу фотодетектора. У третьому розділі дисертації описано синтез плюмбумгалогенідних гібридних перовськітів на основі (D та L)-α-аланіну. Крім того, досліджено термічну стабільність запропонованих перовськітів, фазові переходи, які їм притаманні, проведено аналіз оптичних спектрів та фотолюмінесценції за кімнатної температури, а також наведено аналіз їх кристалічних структур. У четвертому розділі роботи описано синтез та проведено фізико-хімічні дослідження плюмбумбромідних гібридних перовськітів на основі L-проліну. Проведено аналіз поверхні Гіршфельда для встановлення типів міжмолекулярних взаємодій між катіонами L-пролінію та неорганічними компонентами цих гібридних перовськітів. Застосовуючи порошкову рентгенівську дифракцію, було проведено кількісний фазовий аналіз цих матеріалів. Напівпровідникові характеристики даних гібридних перовськітів були вивчені за допомогою оптичної спектроскопії. Також було проведено аналіз хірооптичного відгуку цих сполук за допомогою спектроскопії кругового дихроїзму. Наприкінці розділу наведено аналіз фотолюмінесцентних властивостей даних гібридних перовськітів в широкому температурному діапазоні, що охоплює температури від кімнатної до рідкого азоту (77 К). У п’ятому розділі описано синтез бромідного та йодидного перовськітів на основі L-гістидину, а також їх змішаногалогенідних аналогів. Продемонстровано лінійну залежність параметрів елементарної комірки від співвідношення галогенідів у досліджуваних гібридних перовськітах. Дані термогравіметричного аналізу були використані для оцінки термічної стійкості розглянутих гібридних перовськітів. Було також проведено аналіз оптичних спектрів поглинання цих сполук у видимому та ближньому ультрафіолетовому діапазоні. На основі отриманих даних були встановлені залежності положень максимумів на спектрах поглинання від співвідношення галогенідів у змішаногалогенідних перовськітах. Проаналізовано спектри фотолюмінесценції цих гібридних перовськітів за кімнатної температури, які демонструють поступове зміщення максимумів емісії в короткохвильову область при заміщенні йоду на бром. У шостому розділі описано синтез серії станумгалогенідних гібридних перовськітів на основі L-гістидину з різними співвідношеннями брому та йоду. Для даних гібридних перовськітів проведений аналіз поверхні Гіршфельда для вивчення міжмолекулярних взаємодій, в які вступають катіони L-гістидинію(+). За результатами монокристального рентгеноструктурного аналізу були визначені об’єми елементарних комірок цієї серії гібридних перовськітів. Додатково, за допомогою методу порошкової рентгенівської дифракції було проведено аналіз фазової чистоти та індексацію порошкових дифрактограм цієї серії гібридних перовськітів, що дозволило встановити параметри їх комірок. На основі аналізу отриманих даних були встановлені залежність між об'ємами елементарних комірок та співвідношенням галогенів у сполуках, які були визначені як з монокристальних досліджень, так і за допомогою порошкової дифракції. Також був проведений аналіз електронних спектрів поглинання гібридних перовськітів та встановлено залежність між краєм поглинання і співвідношенням галогенідів у гібридному перовськіті. Також детально проаналізовано параметри прототипу фотодетектора на основі гібридного перовськіту (L-HisH)2SnI4, який відзначається рекордно низькою шириною забороненої зони для класу 2D гібридних перовськітів. Для цього фотодетектора були вивчені його вольт-амперні характеристики, час відгуку, чутливість за різних довжин хвиль. Ключові слова: гібридні органічно-неорганічні перовськіти, функціональні матеріали, кристалічна структура, хіральність, амінокислоти, структурні дослідження, рентгенодифракційний аналіз, фотолюмінесцентна спектроскопія, фазовий перехід, фотодетектор, фазовий аналіз, електронні спектри поглинання, спектри кругового дихроїзму, термогравіметричний аналіз.