罗军华课题组：高居里温度杂化钙钛矿光铁电半导体获得新进展

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最近，有机无机杂化钙钛矿光铁电半导体因结合了铁电性和优异的半导体性能，在光电器件领域吸引了广大科研工作者的兴趣。然而，二维杂化钙钛矿铁电的居里温度的有效调节仍然是一个巨大挑战。对于有机无机杂化钙钛矿铁电体，有机阳离子的有序-无序运动是驱动铁电相变的关键因素，提高这种旋转驱动的杂化钙钛矿铁电的相变势垒可以显著提高其居里温度。有机金属框架材料中的客体分子限域效应为合理调控二维杂化钙钛矿铁电体的居里温度提供了新思路。

　　中科院福建物构所结构化学国家重点实验室“无机光电功能晶体材料”罗军华研究员团队在国家自然科学基金重点项目、国家杰出青年基金、中科院基础前沿0-1原始创新项目及中科院战略性先导专项资助下，通过引入乙胺作为“限域孔洞转子”定向合成了一例二维双层和一例二维三层杂化钙钛矿光铁电半导体。结构和理论计算分析表明，随着无机骨架层数增加，乙胺受到的孔洞限域作用增强，导致乙胺转子驱动的铁电相变能垒升高。实验发现该二维三层钙钛矿铁电体的居里温度(370 K)远远高于二维双层钙钛矿铁电体（326 K）。该工作表明乙胺是设计高居里温度二维有机无机杂化钙钛矿光铁电半导的体一个有效的“限域孔洞转子”，并为合理设计具有优异半导体性能的高居里温度杂化钙钛矿光铁电半导体提供了新思路。相关的结果近期以通讯的形式发表在《德国应用化学》 (Angew. Chem. Int. Ed. 2020, DOI: 10.1002/anie.202011270）上，福建物构所与上海科技大学联合培养博士研究生彭玉为该论文的第一作者。
　　论文链接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202011270

　　（罗军华课题组供稿）

      文章来源：福建物构所

      罗军华，中科院福建物质结构研究所研究员，博士生导师，国家杰出青年基金获得者。1992年本科毕业于江西师范大学化学系；2003年获中科院物构所博士学位，师从洪茂椿院士；2003-2005年先后在美国北卡州立大学和佛罗里达大学从事博士后研究；2006-2009年获美国洛斯阿拉莫斯国家实验室 (Los Alamos National Laboratory) Fellowship资助在中子衍射中心从事研究。分别在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Adv. Funct.Mater., PNAS, Nat.Commun., Chem. Sci.等国际知名期刊上发表SCI论文150多篇，多次受邀为美国化学会(JACS, CG&R和IC), 英国皇家化学会(CC, Dalton, JMC和CrystEngComm)和Wiley-VCH InterScience (Adv. Mater., EurJIC和Chemistry - An Asian Journal)审理稿件；多次受邀在国际学术会议如国际配位化学会议、美国化学学会和材料学会年会上报告相关工作。先后受聘担任美国《Crystal Growth & Design》杂志Topic Editor和中国化学快报副主编。主要从事无机/有机杂化半导体光电功能晶体材料，分子基铁电和相变晶体材料以及非线性光学晶体材料的研究，发展了系列无层状习性的硼酸盐和磷酸盐无铍深紫外非线性光学晶体材料，创新性地设计合成了基于固体对称性破缺构筑的具有非心结构的非线性倍频开关、铁电和铁电半导体等光电功能晶体材料。