Low-dimensional organic/inorganic hybrid perovskites (OIHPs) are a promising class of materials with a wide range of potential applications in optoelectronics and other fields since these materials can synergistically combine individual features of organic molecules and inorganics into unique properties. Non-covalent interactions are commonly observed in OIHPs, in particular, π-effect interactions between the organic cations. Such non-covalent interactions can significantly influence important properties of the low-dimensional OIHPs, including dielectric confinement, bandgap, photoluminescence, quantum efficiency, charge mobility, trap density, stability, and chirality. This perspective reviews recent studies of non-covalent interactions involving the π systems of organic cations in low-dimensional OIHPs. The analysis of crystal structures of low-dimensional OIHPs offers significant insight into understanding such non-covalent interactions and their impacts on specific properties of these OIHPs. The developed structure–property relationships can be used to engineer non-covalent interactions in low-dimensional OIHPs for applications.
REFERENCES
1.
M.
Ahmadi
,
T.
Wu
, and
B.
Hu
, Adv. Mater.
29
(41
), 1605242
(2017
).2.
W.
Shao
,
S.
Yang
,
K.
Wang
, and
L.
Dou
, J. Phys. Chem. Lett.
14
, 2034
(2023
).3.
Y.
Zhou
and
M.
Saliba
, ACS Energy Lett.
6
(8
), 2750
(2021
).4.
A.
Kumar Jena
,
A.
Kulkarni
, and
T.
Miyasaka
, Chem. Rev.
119
(5
), 3036
(2019
).5.
D.
Duan
,
C.
Ge
,
M. Z.
Rahaman
,
C.-H.
Lin
,
Y.
Shi
,
H.
Lin
,
H.
Hu
, and
T.
Wu
, NPG Asia Mater.
15
(1
), 8
(2023
).6.
J.
Almutlaq
,
J.
Yin
,
O. F.
Mohammed
, and
O. M.
Bakr
, J. Phys. Chem. Lett.
9
(14
), 4131
(2018
).7.
C.
Zhou
,
L.-J.
Xu
,
S.
Lee
,
H.
Lin
, and
B.
Ma
, Adv. Opt. Mater.
9
(18
), 2001766
(2021
).8.
J.-T.
Lin
,
C.-C.
Liao
,
C.-S.
Hsu
,
D.-G.
Chen
,
H.-M.
Chen
,
M.-K.
Tsai
,
P.-T.
Chou
, and
C.-W.
Chiu
, J. Am. Chem. Soc.
141
(26
), 10324
(2019
).9.
B.
Cheng
,
T.-Y.
Li
,
P.
Maity
,
P.-C.
Wei
,
D.
Nordlund
,
K.-T.
Ho
,
D.-H.
Lien
,
C.-H.
Lin
,
R.-Z.
Liang
,
X.
Miao
,
I. A.
Ajia
,
J.
Yin
,
D.
Sokaras
,
A.
Javey
,
I. S.
Roqan
,
O. F.
Mohammed
, and
J.-H.
He
, Commun. Phys.
1
(1
), 80
(2018
).10.
H.
Li
,
X.
Wang
,
T.
Zhang
,
X.
Gong
,
Q.
Sun
,
H.
Pan
,
Y.
Shen
,
S.
Ahmad
, and
M.
Wang
, Adv. Funct. Mater.
29
(30
), 1903293
(2019
).11.
C. C.
Boyd
,
R.
Cheacharoen
,
T.
Leijtens
, and
M. D.
McGehee
, Chem. Rev.
119
(5
), 3418
(2019
).12.
G.
Wu
,
R.
Liang
,
M.
Ge
,
G.
Sun
,
Y.
Zhang
, and
G.
Xing
, Adv. Mater.
34
(8
), 2105635
(2022
).13.
X.
Zhao
,
T.
Liu
, and
Y.-L.
Loo
, Adv. Mater.
34
(3
), 2105849
(2022
).14.
W. A.
Dunlap-Shohl
,
Y.
Zhou
,
N. P.
Padture
, and
D. B.
Mitzi
, Chem. Rev.
119
(5
), 3193
(2019
).15.
R.
Lyu
,
C. E.
Moore
,
T.
Liu
,
Y.
Yu
, and
Y.
Wu
, J. Am. Chem. Soc.
143
(32
), 12766
(2021
).16.
B.
Saparov
and
D. B.
Mitzi
, Chem. Rev.
116
(7
), 4558
(2016
).17.
X.
Li
,
J. M.
Hoffman
, and
M. G.
Kanatzidis
, Chem. Rev.
121
(4
), 2230
(2021
).18.
E. A.
Meyer
,
R. K.
Castellano
, and
F.
Diederich
, Angew. Chem., Int. Ed.
42
(11
), 1210
(2003
).19.
J.
Hu
,
I. W. H.
Oswald
,
H.
Hu
,
S. J.
Stuard
,
M. M.
Nahid
,
L.
Yan
,
Z.
Chen
,
H.
Ade
,
J. R.
Neilson
, and
W.
You
, ACS Mater. Lett.
1
(1
), 171
(2019
).20.
J.
Hu
,
I. W. H.
Oswald
,
S. J.
Stuard
,
M. M.
Nahid
,
N.
Zhou
,
O. F.
Williams
,
Z.
Guo
,
L.
Yan
,
H.
Hu
,
Z.
Chen
,
X.
Xiao
,
Y.
Lin
,
Z.
Yang
,
J.
Huang
,
A. M.
Moran
,
H.
Ade
,
J. R.
Neilson
, and
W.
You
, Nat. Commun.
10
(1
), 1276
(2019
).21.
D. B.
Mitzi
,
D. R.
Medeiros
, and
P. R. L.
Malenfant
, Inorg. Chem.
41
(8
), 2134
(2002
).22.
T.
Sheikh
,
S.
Maqbool
,
P.
Mandal
, and
A.
Nag
, Angew. Chem., Int. Ed.
60
(33
), 18265
(2021
).23.
T.
Sheikh
,
G. M.
Anilkumar
,
T.
Das
,
A.
Rahman
,
S.
Chakraborty
, and
A.
Nag
, J. Phys. Chem. Lett.
14
, 1870
(2023
).24.
Z.
Xu
and
D. B.
Mitzi
, Chem. Mater.
15
(19
), 3632
(2003
).25.
L.
Yan
,
J.
Hu
,
N.
Zhou
,
A. M.
Moran
, and
W.
You
, Sol. RRL
4
(1
), 1900374
(2020
).26.
L.
Yan
,
M. K.
Jana
,
P. C.
Sercel
,
D. B.
Mitzi
, and
W.
You
, J. Am. Chem. Soc.
143
(43
), 18114
(2021
).27.
F.
Zhang
,
D. H.
Kim
,
H.
Lu
,
J.-S.
Park
,
B. W.
Larson
,
J.
Hu
,
L.
Gao
,
C.
Xiao
,
O. G.
Reid
,
X.
Chen
,
Q.
Zhao
,
P. F.
Ndione
,
J. J.
Berry
,
W.
You
,
A.
Walsh
,
M. C.
Beard
, and
K.
Zhu
, J. Am. Chem. Soc.
141
, 5972
(2019
).28.
K.
Jemli
,
P.
Audebert
,
L.
Galmiche
,
G.
Trippé-Allard
,
D.
Garrot
,
J.-S.
Lauret
, and
E.
Deleporte
, ACS Appl. Mater. Interfaces
7
(39
), 21763
(2015
).29.
L.
Yan
,
J.
Hu
,
Z.
Guo
,
H.
Chen
,
M. F.
Toney
,
A. M.
Moran
, and
W.
You
, ACS Appl. Mater. Interfaces
10
(39
), 33187
(2018
).30.
G.
Long
,
C.
Jiang
,
R.
Sabatini
,
Z.
Yang
,
M.
Wei
,
L. N.
Quan
,
Q.
Liang
,
A.
Rasmita
,
M.
Askerka
,
G.
Walters
,
X.
Gong
,
J.
Xing
,
X.
Wen
,
R.
Quintero-Bermudez
,
H.
Yuan
,
G.
Xing
,
X. R.
Wang
,
D.
Song
,
O.
Voznyy
,
M.
Zhang
,
S.
Hoogland
,
W.
Gao
,
Q.
Xiong
, and
E. H.
Sargent
, Nat. Photonics
12
(9
), 528
(2018
).31.
K.
Chondroudis
and
D. B.
Mitzi
, Chem. Mater.
11
(11
), 3028
(1999
).32.
D. B.
Mitzi
,
K.
Chondroudis
, and
C. R.
Kagan
, Inorg. Chem.
38
(26
), 6246
(1999
).33.
J. V.
Passarelli
,
D. J.
Fairfield
,
N. A.
Sather
,
M. P.
Hendricks
,
H.
Sai
,
C. L.
Stern
, and
S. I.
Stupp
, J. Am. Chem. Soc.
140
(23
), 7313
(2018
).34.
C.
Liu
,
W.
Huhn
,
K.-Z.
Du
,
A.
Vazquez-Mayagoitia
,
D.
Dirkes
,
W.
You
,
Y.
Kanai
,
D. B.
Mitzi
, and
V.
Blum
, Phys. Rev. Lett.
121
(14
), 146401
(2018
).35.
Y.
Gao
,
E.
Shi
,
S.
Deng
,
S. B.
Shiring
,
J. M.
Snaider
,
C.
Liang
,
B.
Yuan
,
R.
Song
,
S. M.
Janke
,
A.
Liebman-Peláez
,
P.
Yoo
,
M.
Zeller
,
B. W.
Boudouris
,
P.
Liao
,
C.
Zhu
,
V.
Blum
,
Y.
Yu
,
B. M.
Savoie
,
L.
Huang
, and
L.
Dou
, Nat. Chem.
11
(12
), 1151
(2019
).36.
C.
Ortiz-Cervantes
,
P. I.
Román-Román
,
J.
Vazquez-Chavez
,
M.
Hernández-Rodríguez
, and
D.
Solis-Ibarra
, Angew. Chem., Int. Ed.
57
(42
), 13882
(2018
).37.
Akriti
,
S.
Zhang
,
Z.-Y.
Lin
,
E.
Shi
,
B. P.
Finkenauer
,
Y.
Gao
,
A. J.
Pistone
,
K.
Ma
,
B. M.
Savoie
, and
L.
Dou
, Adv. Mater.
33
(51
), 2105183
(2021
).38.
B. P.
Dimitrijević
,
S. Z.
Borozan
, and
S. Đ.
Stojanović
, RSC Adv.
2
(33
), 12963
(2012
).39.
J.
Hernández-Trujillo
,
F.
Colmenares
,
G.
Cuevas
, and
M.
Costas
, Chem. Phys. Lett.
265
(3
), 503
(1997
).40.
E. M.
Cabaleiro-Lago
and
J.
Rodríguez-Otero
, ACS Omega
3
(8
), 9348
(2018
).41.
M.
Nishio
, Phys. Chem. Chem. Phys.
13
(31
), 13873
(2011
).42.
J.
Shi
,
Y.
Gao
,
X.
Gao
,
Y.
Zhang
,
J.
Zhang
,
X.
Jing
, and
M.
Shao
, Adv. Mater.
31
(37
), 1901673
(2019
).43.
M.
Dyksik
,
S.
Wang
,
W.
Paritmongkol
,
D. K.
Maude
,
W. A.
Tisdale
,
M.
Baranowski
, and
P.
Plochocka
, J. Phys. Chem. Lett.
12
(6
), 1638
(2021
).44.
Y.-Q.
Zhao
,
Q.-R.
Ma
,
B.
Liu
,
Z.-L.
Yu
,
J.
Yang
, and
M.-Q.
Cai
, Nanoscale
10
(18
), 8677
(2018
).45.
J.
Byun
,
H.
Cho
,
C.
Wolf
,
M.
Jang
,
A.
Sadhanala
,
R. H.
Friend
,
H.
Yang
, and
T.-W.
Lee
, Adv. Mater.
28
(34
), 7515
(2016
).46.
X.
Zhang
,
G.
Wu
,
W.
Fu
,
M.
Qin
,
W.
Yang
,
J.
Yan
,
Z.
Zhang
,
X.
Lu
, and
H.
Chen
, Adv. Energy Mater.
8
(14
), 1702498
(2018
).47.
I. C.
Smith
,
E. T.
Hoke
,
D.
Solis-Ibarra
,
M. D.
McGehee
, and
H. I.
Karunadasa
, Angew. Chem., Int. Ed.
53
(42
), 11232
(2014
).48.
M. O.
Sinnokrot
,
E. F.
Valeev
, and
C. D.
Sherrill
, J. Am. Chem. Soc.
124
(36
), 10887
(2002
).49.
C. A.
Hunter
and
J. K. M.
Sanders
, J. Am. Chem. Soc.
112
(14
), 5525
(1990
).50.
B. W.
Hopkins
and
G. S.
Tschumper
, J. Phys. Chem. A
108
(15
), 2941
(2004
).51.
M. O.
Sinnokrot
and
C. D.
Sherrill
, J. Phys. Chem. A
110
(37
), 10656
(2006
).52.
S. E.
Wheeler
and
K. N.
Houk
, J. Am. Chem. Soc.
130
(33
), 10854
(2008
).53.
K.-Z.
Du
,
Q.
Tu
,
X.
Zhang
,
Q.
Han
,
J.
Liu
,
S.
Zauscher
, and
D. B.
Mitzi
, Inorg. Chem.
56
(15
), 9291
(2017
).54.
C.
Janiak
, J. Chem. Soc., Dalton Trans.
2000
(21
), 3885
.55.
Y.
Gao
,
Z.
Wei
,
P.
Yoo
,
E.
Shi
,
M.
Zeller
,
C.
Zhu
,
P.
Liao
, and
L.
Dou
, J. Am. Chem. Soc.
141
(39
), 15577
(2019
).56.
A.
Liang
,
Y.
Gao
,
R.
Asadpour
,
Z.
Wei
,
B. P.
Finkenauer
,
L.
Jin
,
J.
Yang
,
K.
Wang
,
K.
Chen
,
P.
Liao
,
C.
Zhu
,
L.
Huang
,
B. W.
Boudouris
,
M. A.
Alam
, and
L.
Dou
, J. Am. Chem. Soc.
143
(37
), 15215
(2021
).57.
T.
Matsushima
,
S.
Hwang
,
A. S. D.
Sandanayaka
,
C.
Qin
,
S.
Terakawa
,
T.
Fujihara
,
M.
Yahiro
, and
C.
Adachi
, Adv. Mater.
28
(46
), 10275
(2016
).58.
C. R.
Patrick
and
G. S.
Prosser
, Nature
187
, 1021
(1960
).59.
G. W.
Coates
,
A. R.
Dunn
,
L. M.
Henling
,
D. A.
Dougherty
, and
R. H.
Grubbs
, Angew. Chem., Int. Ed. Engl.
36
(3
), 248
(1997
).60.
G. W.
Coates
,
A. R.
Dunn
,
L. M.
Henling
,
J. W.
Ziller
,
E. B.
Lobkovsky
, and
R. H.
Grubbs
, J. Am. Chem. Soc.
120
(15
), 3641
(1998
).61.
C.
Dai
,
P.
Nguyen
,
T. B.
Marder
,
T. B.
Marder
,
A. J.
Scott
,
W.
Clegg
,
C.
Viney
, and
C.
Viney
, Chem. Commun.
1999
(24
), 2493
.62.
F.
Ponzini
,
R.
Zagha
,
K.
Hardcastle
, and
J. S.
Siegel
, Angew. Chem., Int. Ed.
39
(13
), 2323
(2000
).63.
W. J.
Feast
,
P. W.
Lövenich
,
H.
Puschmann
, and
C.
Taliani
, Chem. Commun.
2001
(5
), 505
.64.
N. M. D.
Brown
and
F. L.
Swinton
, J. Chem. Soc., Chem. Commun.
1974
(19
), 770
.65.
J. H.
Williams
, Acc. Chem. Res.
26
(11
), 593
(1993
).66.
T.
Glaser
,
C.
Müller
,
M.
Sendner
,
C.
Krekeler
,
O. E.
Semonin
,
T. D.
Hull
,
O.
Yaffe
,
J. S.
Owen
,
W.
Kowalsky
,
A.
Pucci
, and
R.
Lovrinčić
, J. Phys. Chem. Lett.
6
(15
), 2913
(2015
).67.
Q.
Tu
,
I.
Spanopoulos
,
E. S.
Vasileiadou
,
X.
Li
,
M. G.
Kanatzidis
,
G. S.
Shekhawat
, and
V. P.
Dravid
, ACS Appl. Mater. Interfaces
12
(18
), 20440
(2020
).68.
H. W.
Tam
,
T. L.
Leung
,
W.
Sun
,
F.
Liu
,
C.
Ma
,
K.
Sing Wong
,
I.
Lončarić
,
L.
Grisanti
,
J.
Ovčar
,
Ž.
Skoko
,
J.
Popović
, and
A. B.
Djurišić
, J. Mater. Chem. C
8
, 11052
(2020
).69.
A.
Subha Mahadevi
and
G. N.
Sastry
, Chem. Rev.
113
(3
), 2100
(2013
).70.
D. A.
Dougherty
, Acc. Chem. Res.
46
(4
), 885
(2013
).71.
J. C.
Ma
and
D. A.
Dougherty
, Chem. Rev.
97
(5
), 1303
(1997
).72.
B. L.
Schottel
,
H. T.
Chifotides
, and
K. R.
Dunbar
, Chem. Soc. Rev.
37
(1
), 68
(2008
).73.
A.
Das
and
S.
Ghosh
, Angew. Chem., Int. Ed.
53
(8
), 2038
(2014
).74.
H. A.
Bent
, Chem. Rev.
68
(5
), 587
(1968
).75.
J. V.
Passarelli
,
C. M.
Mauck
,
S. W.
Winslow
,
C. F.
Perkinson
,
J. C.
Bard
,
H.
Sai
,
K. W.
Williams
,
A.
Narayanan
,
D. J.
Fairfield
,
M. P.
Hendricks
,
W. A.
Tisdale
, and
S. I.
Stupp
, Nat. Chem.
12
(8
), 672
(2020
).76.
K.
Kim
,
E.
Vetter
,
L.
Yan
,
C.
Yang
,
Z.
Wang
,
R.
Sun
,
Y.
Yang
,
A. H.
Comstock
,
X.
Li
,
J.
Zhou
,
L.
Zhang
,
W.
You
,
D.
Sun
, and
J.
Liu
, Nat. Mater.
22
, 322
(2023
).77.
M. K.
Jana
,
R.
Song
,
H.
Liu
,
D. R.
Khanal
,
S. M.
Janke
,
R.
Zhao
,
C.
Liu
,
Z.
Valy Vardeny
,
V.
Blum
, and
D. B.
Mitzi
, Nat. Commun.
11
(1
), 4699
(2020
).© 2023 Author(s). Published under an exclusive license by AIP Publishing.
2023
Author(s)
You do not currently have access to this content.
