福建物構所高居裡溫度雜化鈣鈦礦光鐵電半導體研究獲進展

2020-11-17 光明網

有機無機雜化鈣鈦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科研工作者的興趣。然而，二維雜化鈣鈦礦鐵電的居裡溫度的有效調節仍是挑戰。對於有機無機雜化鈣鈦礦鐵電體，有機陽離子的有序-無序運動是驅動鐵電相變的關鍵因素，提高這種旋轉驅動的雜化鈣鈦礦鐵電的相變勢壘可以顯著提高其居裡溫度。有機金屬框架材料中的客體分子限域效應為合理調控二維雜化鈣鈦礦鐵電體的居裡溫度提供了新思路。

中國科學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」研究員羅軍華團隊通過引入乙胺作為「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鈦礦光鐵電半導體。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，該二維三層鈣鈦礦鐵電體的居裡溫度(370 K)高於二維雙層鈣鈦礦鐵電體（326 K）。研究表明，乙胺是設計高居裡溫度二維有機無機雜化鈣鈦礦光鐵電半導體的有效「限域孔洞轉子」，並為合理設計具有優異半導體性能的高居裡溫度雜化鈣鈦礦光鐵電半導體提供了新思路。

近日，相關研究結果以通訊的形式發表在《德國應用化學》（Angewandte Chemie International Edition 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為論文的第一作者。研究工作得到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科技專項的資助。

福建物構所高居裡溫度雜化鈣鈦礦光鐵電半導體研究獲進展

來源： 福建物質結構研究所

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