福建物構所高居裏溫度雜化鈣钛礦光鐵電半導體獲得新進展
时间:2020-11-06 栏目:献礼60周年

  

  最近,有機無機雜化鈣钛礦光鐵電半導體因結合了鐵電性和優異的半導體性能,在光電器件領域吸引了廣大科研工作者的興趣。然而,二維雜化鈣钛礦鐵電的居裏溫度的有效調節仍然是一個巨大挑戰。對于有機無機雜化鈣钛礦鐵電體,有機陽離子的有序-無序運動是驅動鐵電相變的關鍵因素,提高這種旋轉驅動的雜化鈣钛礦鐵電的相變勢壘可以顯著提高其居裏溫度。有機金屬框架材料中的客體分子限域效應爲合理調控二維雜化鈣钛礦鐵電體的居裏溫度提供了新思路。

  中科院福建物構所結構化學國家重點實驗室“無機光電功能晶體材料”羅軍華研究員團隊在國家自然科學基金重點項目、國家傑出青年基金、中科院基礎前沿0-1原始創新項目及中科院戰略性先導專項資助下,通過引入乙胺作爲“限域孔洞轉子”定向合成了一例二維雙層和一例二維三層雜化鈣钛礦光鐵電半導體。結構和理論計算分析表明,隨著無機骨架層數增加,乙胺受到的孔洞限域作用增強,導致乙胺轉子驅動的鐵電相變能壘升高。實驗發現該二維三層鈣钛礦鐵電體的居裏溫度(370 K)遠遠高于二維雙層鈣钛礦鐵電體(326 K)。該工作表明乙胺是設計高居裏溫度二維有機無機雜化鈣钛礦光鐵電半導的體一個有效的“限域孔洞轉子”,並爲合理設計具有優異半導體性能的高居裏溫度雜化鈣钛礦光鐵電半導體提供了新思路。相關的結果近期以通訊的形式發表在《德國應用化學》 (Angew. Chem. Int. Ed. 2020, DOI: 10.1002/anie.202011270)上,福建物構所與上海科技大學聯合培養博士研究生彭玉爲該論文的第一作者。

  論文鏈接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202011270

  (羅軍華課題組供稿)

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