對于有機無機雜化鈣鈦礦鐵電體,有機陽離子的有序-無序運動是驅(qū)動鐵電相變的關鍵因素,提高這種旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的雜化鈣鈦礦鐵電的相變能壘可以顯著提高其居里溫度?;诖饲把芯浚袊茖W院福建物質(zhì)結(jié)構研究所結(jié)構化學國家重點實驗室“無機光電功能晶體材料”研究員羅軍華團隊通過向體系內(nèi)引入大尺寸芳香族陽離子的分子設計策略,發(fā)展出具有高居里溫度的“綠色”非鉛雙層雜化鈣鈦礦光鐵電體——(C6H5CH2NH3)2CsAgBiBr7,其相變居里溫度和飽和極化強度分別達到483 K和10.5C·cm-2,其高居里溫度在目前報道的二維多層雜化鈣鈦礦鐵電體中是最高的,大幅度拓寬了此類鐵電體的工作溫度。與南京大學副教授陳爽團隊合作進行的理論計算分析發(fā)現(xiàn),該化合物的高居里溫度來源于晶體結(jié)構中芳香族陽離子引起的高相變能壘。此外,得益于結(jié)構特性和鐵電引起的體光伏效應,該化合物還表現(xiàn)出優(yōu)秀的光電性能,其單晶器件表現(xiàn)出大的光電探測開/關比(104)和明顯的零偏壓光電流。該工作首次報道了具有高居里溫度(483 K)的多層雜化非鉛雙金屬鈣鈦礦光鐵電體,為合理設計具有優(yōu)異半導體性能的高居里溫度光鐵電材料提供了新思路。
相關研究結(jié)果發(fā)表在《美國化學會志》上。
引入芳香族陽離子設計高居里溫度二維多層雜化鈣鈦礦光鐵電體