东南大学化学化工学院熊仁根

qiumian

Science：非金属基三维钙钛矿铁电体

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Ps，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。