Μελέτη Περοβσκιτών Cs2SnX6 (X=I, Br, Cl)  σε Υψηλές Υδροστατικές Πιέσεις με Φασματοσκοπία Raman

Καρναχωρίτη, Μαρία; Karnachorith, Maria

dc.contributor.author	Καρναχωρίτη, Μαρία	el
dc.contributor.author	Karnachorith, Maria	el
dc.date.accessioned	2018-03-29T07:17:34Z
dc.date.available	2018-03-29T07:17:34Z
dc.date.issued	2018-03-29
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/46797
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.8583
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Φυσική και Τεχνολογικές Εφαρμογές”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Περοβσκίτης	el
dc.subject	Κυψελίδα άκμονος διαμαντιού DAC	el
dc.subject	Υδροστατική πίεση	el
dc.subject	Φασματοσκοπία Raman	el
dc.subject	Cs2SnX6 (X= I,Br,Cl)	el
dc.subject	Perovskite	en
dc.subject	Cs2SnX6 (X= I,Br,Cl)	en
dc.subject	Hydrostatic pressure	en
dc.subject	Raman Spectroscopy	en
dc.subject	Diamond Anvil Cell	en
dc.title	Μελέτη Περοβσκιτών Cs2SnX6 (X=I, Br, Cl) σε Υψηλές Υδροστατικές Πιέσεις με Φασματοσκοπία Raman	el
dc.title	High-pressure Raman study of defect perovskites Cs2SnX6 (X = Cl, Br, I)	en
heal.type	masterThesis
heal.classification	Materials	el
heal.classificationURI	http://skos.um.es/unescothes/C02428
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-03-06
heal.abstract	Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη των δομικών μεταβολών των περοβσκιτών με ατέλειες (defect perovskite), γενικού τύπου Cs2SnX6 (X: I, Cl, Br), όταν αυτοί υποβάλλονται σε συνθήκες υψηλής υδροστατικής πίεσης. Τα υλικά αυτά παρουσιάζουν μεγάλο ενδιαφέρον, ώς προς τις χρήσεις τους, ιδιαίτερα ο περοβσκίτης Cs2SnI6, έχει αποδειχτεί ότι μπορεί να χρησιμοποιηθει ως αποροφητής σε φωτοβολταϊκές συσκευές με μεγάλη απόδοση. Οι περοβσκίτες Cs2SnX6 μελετήθηκαν με φασματοσκοπία micro-Raman υπό υψηλή υδροστατική πίεση, με χρήση κυψελίδας διαμαντών (DAC) με την οποία επιτεύχθηκε πίεση μεχρι και τα 190 Kbar. Η πειραματική διερεύνηση του Cs2SnI6 παρουσιάζει το μεγαλύτερο ενδιαφέρον καθώς τα φάσματά του χαρακτηρίζονται από δύο σημαντικές μεταβολές. Πρώτον, την εξαφάνιση των δύο τρόπων ταλάντωσης Sn-I6 [ν(Eg), ν(A1g)] σε συνδιασμό με την εμφάνιση ενός νέου τρόπου και την ενίσχυση του ελαστικού υποβάθρου, στην περιοχή των 20-42 Kbar. Και δεύτερον, τον διαχωρισμό όλων των τρόπων σε πολλές (τουλάχιστον έντεκα) νέες κορυφές Raman, για πιέσεις υψηλότερες των ~ 83 Kbar. Η μελέτη των δονητικών ιδιοτήτων του Cs2SnI6 μας οδηγεί τελικά στο συμπέρασμα ότι στα 33,2 Kbar αλλάζει η ελαστική συμπεριφορά του υλικού και στα 82,6 Kbar λαμβάνει χώρα κάποια μεταβολή φάσης προς χαμηλότερη συμμετρία. Τα συμπεράσματα αυτά επικυρώνονται από συμπληροματικά αποτελέσματα σκέδασης ακτίνων-X του συγκεκριμένου περοβσκίτη, υπό συνθήκες αυξανόμενης πίεσης. Από την άλλη, οι περοβσκίτες Cs2SnCl6 και Cs2SnBr6 δεν παρουσιάζουν καμία μεταβολή φάσης στην περιοχή πιέσεων που μελετήθηκαν (μεχρι τα 170 Kbar για το Cs2SnCl6 και μέχρι τα 130 Kbar για το Cs2SnBr6). Ο Cs2SnCl6 εμφανίζει μόνο μεταβολή στη συμπιεστότητα στα ~20 Kbar. Επιπλέον, η φασματοσκοπική μελέτη σε συνθήκες πίεσης, ανέδειξε από το υπόβαθρο ελαστικής σκέδασης και τον πλεγματικό τρόπο χαμηλής συχνότητας [νL(F2g)], ο οποίος παρατηρείται για το Cs2SnI6 μετά τα 5 Kbar και για το Cs2SnBr6 μετά τα 20 Kbar. Τέλος, η φασματοσκοπική μελέτη κατά την αποσυμπίεση των δειγμάτων αποδεικνύει ότι κάθε μεταβολή ήταν αντιστρεπτή απουσία υστέρησης. Η παρούσα εργασία χωρίζεται σε τρείς ενότητες. Η πρώτη ενότητα αναφέρεται στα περοβσκιτικά υλικά και ιδαίτερα στα περοβσκιτικά αλογονοδία με συγκεκριμένες πληροφορίες και για τα Cs2SnX6 (X: I, Cl, Br). Στην δεύτερη ενότητα συνοψίζονται χρήσιμες πληροφορίες για την πειραματική τεχνική και την διάταξη. Στην τρίτη ενότητα, περιγράφεται αναλυτικά όλη η πειραματική διαδικασία αυτής της εργασίας και καταγράφονται τα συμπεράσματα που προκύπτουν από τα πειραματικά αποτελέσματα. Γίνεται επίσης αναφορά σε παρόμοιες μελέτες.	el
heal.abstract	The objective of this diploma work is the investigation of the vibrational properties of defect perovskites Cs2SnX6 (X = Cl, Br, I) at high hydrostatic pressures. The applications of these materials attract great scientific interest. In particular it is proven that perovskite Cs2Snl6, can be used as hole-transporting material in dye sensitized solar cells with high efficiency. The Cs2SnX6 perovskites were studied using micro-Raman spectroscopy under high hydrostatic pressure, using a Diamond Anvil Cell (DAC) with ultimate pressures up to 190 for this specific study. The Raman spectra of Cs2SnI6 present two important changes upon increasing the pressure. Firstly, the disappearance of two strong Sn-I6 vibrational modes [ν(Eg), ν(A1g)], combined with emergence of a new Raman mode and a quasi-elastic background in range of 20-42 kbar. Secondly, a splitting of all modes was observed in more (at least eleven) new Raman bands for pressures above ~ 83 kbar. Vibrational analysis of Cs2SnI6 leads to the conclusion that at 33.2 kbar the elastic behavior of the material changes and at 82.6 kbar a transformation to lower symmetry phase takes place. These conclusions are consistent with complementary X-Ray Diaffraction results of Cs2SnI6 under high pressure. On the other hand, no phase transition is observed for Cs2SnCl6 and Cs2SnBr6, on the pressure range that was studied (up to 170 kbar for Cs2SnCl6 and up to 130 kbar for Cs2SnBr6). The Cs2SnCl6 perovskite indicates a reduction of the compressibility of the crystal at~20 kbar. In addition, the spectroscopy study under pressure evidences the emergence of the missing low frequency lattice mode [νL (F2g)], which was observed above 5 kbar for Cs2SnI6 and above 20 kbar for Cs2SnBr6. Finally, Raman spectra on decompression prove entirely reversible behavior. The present work consists of three sections. The first section refers to perovskite materials and especially to perovskite halides with specific information for Cs2SnX6 (X: I, Cl, Br). The second section includes useful information about the experimental technique and setup. In the third section, the entire experimental process of this work is described in detail and the conclusions derived from the experimental results are presented. Reference to similar studies is also made.	en
heal.advisorName	Κόντος, Αθανάσιος	el
heal.advisorName	Ράπτης, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Τσέτσερης, Λεωνίδας	el
heal.committeeMemberName	Κόντος, Αθανάσιος	el
heal.committeeMemberName	Ράπτης, Ιωάννης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	102 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true