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近日中國科學(xué)院福建物質(zhì)結構研究所結構化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室研究員羅軍華領(lǐng)導的無(wú)機光電功能晶體材料研究團隊在國家杰出青年基金、中科院戰略性先導科技專(zhuān)項和海西研究院“團隊百人”研究員孫志華主持的國家自然科學(xué)基金委青年基金、中科院海西研究院“春苗人才”專(zhuān)項和福建省杰出青年基金等項目資助下，以三維溴化鉛鈣鈦礦為基礎，通過(guò)引入混合有機陽(yáng)離子配體的設計策略，構筑了一例具有多層鈣鈦礦結構的鐵電化合物并組裝成光電探測晶體器件。在該晶體結構中，無(wú)機溴化鉛骨架保持了原有的鈣鈦礦結構，有機陽(yáng)離子配體則發(fā)生了有序—無(wú)序的結構轉變，相變過(guò)程中偶極子有序排列誘導化合物產(chǎn)生自發(fā)極化；在施加外電場(chǎng)作用下材料的自發(fā)極化能夠發(fā)生翻轉，表現出明顯的鐵電性能。同時(shí)利用該鐵電晶體組裝的光電探測器表現出良好的探測性能，響應時(shí)間達到~150 μs，對晶體本征吸收區的光輻射可以實(shí)現高靈敏度、快速探測。該鐵電化合物不僅為研究人員后續設計合成極性光電功能材料提供了一種新的設計策略，作為一例潛在的光電探測材料，其還將進(jìn)一步拓展無(wú)機/有機雜化鈣鈦礦材料在太陽(yáng)能電池、光電探測等方面的應用范圍，相關(guān)研究結果zui近發(fā)表于《德國應用化學(xué)》(Angew. Chem, Int. Ed, 2017, DOI:10.1002/anie.201705836）。團隊進(jìn)一步利用鹵素摻雜實(shí)現了對該類(lèi)無(wú)機有機雜化鈣鈦礦鐵電晶體材料的能帶和極化調控（相關(guān)結果zui近發(fā)表在J. Phys. Chem. Lett, 2017, 8, 2012）和通過(guò)對稱(chēng)性破缺誘導極化實(shí)現非線(xiàn)性倍頻性能的多級開(kāi)關(guān)調控（Chem. Mater, 2017, 29(7), 3251；Chem. Commun, 2017, 53, 7669）。
此前，團隊利用固體對稱(chēng)性破缺結構相變誘導產(chǎn)生極化效應的設計策略構筑了一系列極性光電晶體材料（Angew. Chem, Int. Ed, 2012, 51, 3871；Adv. Fuct. Mater, 2012, 22, 4855；Adv. Mater, 2013, 25, 4159，Chem. Mater, 2015, 27, 4493；J. Am. Chem. Soc, 2015, 137, 15560；Adv. Mater, 2015, 27, 4795）；zui近團隊將該策略應用于無(wú)機/有機雜化鈣鈦礦鐵電化合物的結構設計、性能調控及光電器件組裝等方面并取得了很好進(jìn)展（Angew. Chem, Int. Ed, 2016, 55, 6545；Angew. Chem, Int. Ed, 2016, 55, 11845）。（來(lái)源：中國科學(xué)院福建物質(zhì)結構研究所）
（a）無(wú)機有機雜化鈣鈦礦鐵電半導體光電探測晶體材料
（b）對稱(chēng)性破缺誘導極化實(shí)現非線(xiàn)性倍頻性能的多級開(kāi)關(guān)調控
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