福建物構(gòu)所高居里溫度“光鐵電半導體”研究取得進展
發(fā)布時間：2021-09-23 03:46
光鐵電體是光生載流子與鐵電極化相互耦合表現(xiàn)出優(yōu)異光電性能的一類鐵電材料，在下一代光電器件中具有應用前景。光鐵電體展現(xiàn)自發(fā)極化和半導體光電導特性，表現(xiàn)出豐富的物理性能，特別是光輻照下產(chǎn)生新穎的光鐵電現(xiàn)象，如鐵電光伏效應、光折變和光致形變效應等。
二維多層有機-無機雜化鈣鈦礦具有結(jié)構(gòu)的易于設(shè)計性、穩(wěn)定性及良好的半導體屬性，為構(gòu)造新一類二維光鐵電體材料提供了平臺。有效提高二維多層光鐵電體的居里溫度，并進一步推進其器件的實際應用，是當前光鐵電體材料研究一個重要方向。
近期，中國科學院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學國家重點實驗室“無機光電功能晶體材料”研究員羅軍華團隊利用精確分子工程修飾的策略，發(fā)展了具有高居里溫度的二維鈣鈦礦光鐵電體。研究發(fā)現(xiàn)，通過溴原子取代有機基元中的氫原子構(gòu)筑的二維鈣鈦礦材料不僅保持原有的極性結(jié)構(gòu)，其鐵電相變居里溫度也有了顯著提高（ΔT = 85.4 K）。進一步單晶結(jié)構(gòu)與理論計算分析表明，有機基元與無機骨架之間鹵素的相互作用以及重的鹵素原子導致了鐵電相變能壘提高，從而增加了光鐵電體的居里溫度。同時，研究團隊結(jié)合鐵電極化的本質(zhì)以及鈣鈦礦材料優(yōu)異的半導體特性，基于鈣鈦礦單晶器件，在其晶體學極軸方向獲得了明顯鐵電光伏效應。
該研究為設(shè)計具有高居里溫度的光鐵電體提供了新思路，相關(guān)成果發(fā)表在《美國化學會志》上。
分子設(shè)計獲得高居里溫度“光鐵電體”
（文章來源：中國科學院科技產(chǎn)業(yè)網(wǎng)）