罗军华课题组：无金属反铁电分子材料研究获新进展

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反铁电材料具有独特的电偶极子反平行排列结构，在温度或电场作用下表现出丰富的结构相变与临界物理性能，在高功率电容器、固态制冷和能量存储器件等方面展现出广阔的应用前景。作为铁性材料家族的重要组成，反铁电分子材料由于易裁剪、易加工、环境友好以及生物相容性突出等特点引起了人们的关注。但受制于反铁电材料自身结构的复杂性，对该类材料研究还不够深入和全面，构筑具有大极化和高居里相变温度的反铁电分子材料仍然面临挑战。

图：无金属反铁电分子材料的反铁电相—铁电相结构转变

　　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、孙志华研究员团队利用柔性结构基元的逐次渐变过程，获得了一例具有高居里相变温度的无金属反铁电分子材料。研究结果表明：柔性结构基元经历了“结构有序—部分无序—高度无序”的转变阶段，与抗衡离子的位移协同诱导化合物在364 K和368 K附近依次发生了反铁电—铁电—顺电的结构相变，进一步通过变温晶体结构、非线性光学与电学性能等测试结果证实了此过程。反铁电体的特征双电滞回线清晰地表明了该分子材料具有的较大的饱和极化强度，在20kV/cm的外加电场作用下能够实现大的正负电卡响应，对应温度变化约为4.2K和-3K，表明无金属分子反铁电材料在固态制冷领域的潜在价值。该项工作为发展环境友好的无金属反铁电材料并拓展其功能应用提供了有益参考。
　　上述工作得到国家自然科学基金、中科院基础前沿0-1原始创新项目、中科院战略性先导科技专项等资助。相关研究结果以全文形式发表在《美国化学会志》(J. Am. Chem. Soc., 2021，143, 14379-14385），中国科学院大学硕士生徐豪杰为该论文的第一作者。
　　论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c07521


      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。