我国研制出世界首例无金属钙钛矿型铁电体

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2018-07-17 13:52:55

  中化新网讯 东南大学7月13日发布消息称,该校熊仁根教授团队、游雨蒙教授课题组在分子铁电领域取得又一重大突破——研制出世界首例无金属钙钛矿型铁电体。美国东部时间7月13日,相关研究结果被世界顶级学术期刊《科学》杂志在线发表。

  常见的钙钛矿材料主要有两种,无机钙钛矿和有机-无机杂化型钙钛矿。这两类钙钛矿材料均带有金属元素,虽然金属元素的出现赋予了钙钛矿材料某些功能性优势,但也加大了其加工、制备的困难。除此以外,某些金属元素更是会造成严重的环境问题。

  因此,人们一直在寻找钙钛矿家族中的第三类——全有机钙钛矿材料。国际顶级学术期刊“science”曾在2002年预言过无金属钙钛矿材料的种种新奇特性。但是,十余年过去,无金属钙钛矿材料的发展一直止步不前。

  东南大学的分子铁电团队,经过刻苦攻关,利用带电分子集团取代无机离子,成功地制备出了一大类共计23种全有机新型钙钛矿材料。其中,共有17种材料显示出了良好的铁电性。更值得一提的是,团队合成了4种材料的左手对映体、右手对映体及外消旋化合物,并分别证明了它们的铁电性。在历史上,像这样左手性、右手性和无手性的化合物同时具有铁电性的例子从未有过报道。今后,这类材料将在数据存储、逻辑运算、光量子通信、光学雷达、能源转换等应用中崭露头角。

  这一研究成果被《科学》发表,不但将十余年前的预言变成了现实,为钙钛矿这一重要的材料家族增添了新的成员,同时也为铁电材料的研究带来了新的思路和方向,我国在分子材料领域又一次走在了世界前列。