东南大学熊仁根教授团队发表第3篇Science：无金属的三维钙钛矿铁电体

木文韬 6年前 (2018-07-17) 8080浏览

【引言】

无机钙钛矿铁电体由于其优异的铁电性和其它性质而广泛用于强电介质存储器，压电传感器，致动器，电容器和非线性光学装置中。有机铁电体因其机械柔韧性，低重量，环境友好的加工和低加工温度而是有吸引力的替代物。虽然自第一个铁电罗氏盐以来已经过去了近一个世纪，但仍缺乏高度理想的有机钙钛矿铁电体。

【成果简介】

今日，在东南大学游雨蒙教授和熊仁根教授（共同通讯作者）的带领下，与南昌大学和南京航空航天大学合作，使用分子设计策略并精心选择有机阳离子来开发一系列无金属ABX₃型3D钙钛矿铁电体，其通式为A(NH₄)X₃（其中A是二价有机阳离子，X是Cl，Br或I）。团队合成了该系列的23个不同样品，具有一系列不同的结构和相变温度。在第一个A(NH₄)X₃钙钛矿中，MDABCO-NH₄I₃（MDABCO是N-甲基-N'-二氮杂双环[2.2.2]辛铵）具有448 K的高相变温度（T₀）和22μC/cm²的大P_s，与BTO性能相当。此外，使用压电响应力显微镜（PFM），发现了具有八个偏振方向的各种铁电畴的共存，并且证明了通过施加电场可以灵活地旋转偏振方向。团队的策略证明了高性能无金属铁电钙钛矿的可行性。在没有金属元素的情况下，预期这些有机物与其无机和有机-无机对应物相当，通过高柔韧性，可调节的结构-性质关系，可能的溶液和真空工艺以及有机材料的生物相容性而得到增强。这些属性使其在柔性设备，软机器人，生物医学设备和其他应用中具有吸引力。相关成果以题为“Metal-free three-dimensional perovskite ferroelectrics”发表在了Science上。