Development of Chiral Metal Halides for Chiroptical Applications

The PhD project focuses on the development of chiral hybrid organic–inorganic perovskites, with particular attention to lead-free systems obtained by replacing lead with tin and germanium. The introduction of chirality through organic cations enables the transfer of chiral properties to the inorganic framework. The aim was to modulate structural parameters such as dimensionality changing from 1D, 2D, and 3D, the nature of the central metal, and the design of new cations to generate novel phases. It was observed that the central metal effects band gap and emission, while dimensionality governs chiroptical properties. The development of new phases allowed modulation of the orbital contributions to the electronic bands. An integrated experimental and computational approach enabled the establishment of structure–property correlations, which are fundamental for guiding the rational design of innovative chiral materials for advanced optoelectronic applications.

Il progetto tesi riguarda lo sviluppo di perovskiti ibride organico-inorganiche chirali, con attenzione a sistemi lead-free sostituendo il piombo con stagno e germanio. L’introduzione della chiralità tramite cationi organici consente il trasferimento delle proprietà chirali allo scheletro inorganico. L’obiettivo è modulare parametri strutturali come dimensionalità spaziando tra 1D, 2D, e 3D, natura del metallo centrale e nuovi cationi per generare fasi nuove. È stato osservato che il metallo centrale influenza il band gap e l’emissione, mentre la dimensionalità regola le proprietà chirottiche. Lo sviluppo di nuove fasi ha permesso di modulare i contributi orbitali alle bande energetiche. L’approccio integrato sperimentale e computazionale ha consentito di stabilire correlazioni struttura-proprietà, fondamentali per guidare la progettazione di materiali chirali innovativi per applicazioni ottiche ed elettroniche.