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。
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