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2022-01-12
顆粒在線訊：反鐵電材料具有獨(dú)特的電偶極子反平行排列結(jié)構(gòu)，在溫度或電場作用下表現(xiàn)出豐富的結(jié)構(gòu)相變與臨界物理性能，在高功率電容器、固態(tài)制冷和能量存儲器件等方面展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。作為鐵性材料家族的重要組成，反鐵電分子材料由于易裁剪、易加工、環(huán)境友好以及生物相容性突出等特點(diǎn)引起了人們的關(guān)注。但受制于反鐵電材料自身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，人們對該類材料研究還不夠深入和全面，構(gòu)筑具有大極化和高居里相變溫度的反鐵電分子材料仍然面臨挑戰(zhàn)。
中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所研究員羅軍華、孫志華團(tuán)隊(duì)利用柔性結(jié)構(gòu)基元的逐次漸變過程，獲得了具有高居里相變溫度的無金屬反鐵電分子材料。研究結(jié)果表明，柔性結(jié)構(gòu)基元經(jīng)歷了“結(jié)構(gòu)有序—部分無序—高度無序”的轉(zhuǎn)變階段，與抗衡離子的位移協(xié)同誘導(dǎo)化合物在364 K和368 K附近依次發(fā)生了反鐵電—鐵電—順電的結(jié)構(gòu)相變，進(jìn)一步通過變溫晶體結(jié)構(gòu)、非線性光學(xué)與電學(xué)性能等測試證實(shí)了此過程。反鐵電體的特征雙電滯回線清晰地表明該分子材料具有較大的飽和極化強(qiáng)度，在20kV/cm的外加電場作用下能夠?qū)崿F(xiàn)大的正負(fù)電卡響應(yīng)，對應(yīng)溫度變化約為4.2K和-3K，揭示無金屬分子反鐵電材料在固態(tài)制冷領(lǐng)域的潛在價值。該項(xiàng)工作為發(fā)展環(huán)境友好的無金屬反鐵電材料并拓展其功能應(yīng)用提供了有益參考。
相關(guān)成果發(fā)表在《美國化學(xué)會志》上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、中科院基礎(chǔ)前沿科學(xué)研究計劃“從0到1”原始創(chuàng)新項(xiàng)目、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)等支持。
無金屬反鐵電分子材料的反鐵電相—鐵電相結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變
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