物质学院米启兮课题组设计合成新型立方钙钛矿材料

ON2021-06-11文章来源 物质科学与技术学院CATEGORY新闻

我校物质学院米启兮课题组设计合成出一个全新的刚性球形阳离子,并成功将其嵌入合适的骨架中亚博足球比分YaBo官网,合成了一种具有新型“笼在框中”结构的钙钛矿材料,该材料具有特殊的结构稳定性和电学性能亚博足球比分YaBo官网。近日亚博足球比分YaBo官网亚博足球比分YaBo官网亚博足球比分YaBo官网,相关成果以“Order-Disorder Transition of a Rigid Cage Cation Embedded in a Cubic Perovskite”为题在国际知名期刊《自然·通讯》(Nature Communications上发表亚博足球比分YaBo官网亚博足球比分YaBo官网亚博足球比分YaBo官网,该成果被审稿人评价为“有新意亚博足球比分YaBo官网亚博足球比分YaBo官网、高质量且深入”的研究工作。



近几年来亚博足球比分YaBo官网,有机无机杂化钙钛矿材料在钙钛矿研究领域异军突起亚博足球比分YaBo官网,其在光伏亚博足球比分YaBo官网、荧光以及铁电等领域有非常广泛的应用亚博足球比分YaBo官网亚博足球比分YaBo官网。在低温结构中亚博足球比分YaBo官网,有机阳离子位置固定亚博足球比分YaBo官网,使无机骨架对称性降低;而在高温下,随着有机阳离子的自由转动亚博足球比分YaBo官网,无机骨架呈现更高的对称性亚博足球比分YaBo官网亚博足球比分YaBo官网。此类材料的有序-无序相变通常伴随着骨架结构的变化亚博足球比分YaBo官网,这使得主体(无机骨架)与客体(有机阳离子)之间对材料结构及性能的影响难以区分亚博足球比分YaBo官网。

为了解决这一问题亚博足球比分YaBo官网亚博足球比分YaBo官网亚博足球比分YaBo官网,米启兮课题组设计并成功合成了一种球形有机阳离子——氮杂三环庚烷阳离子(Ath+)亚博足球比分YaBo官网,该离子具有与众不同的高度对称刚性骨架结构。随后亚博足球比分YaBo官网亚博足球比分YaBo官网亚博足球比分YaBo官网,课题组按照体积匹配的原则成功将其嵌入Mn(N3)3?框架中亚博足球比分YaBo官网亚博足球比分YaBo官网,产生了一种具有“笼在框中”结构的新型立方钙钛矿材料AthMn(N3)3。实验结果表明,其中Ath+离子转动与否均不影响无机钙钛矿骨架的立方结构亚博足球比分YaBo官网亚博足球比分YaBo官网,但会大幅改变材料的介电常数,使AthMn(N3)3由反铁电体转化为顺电体亚博足球比分YaBo官网亚博足球比分YaBo官网亚博足球比分YaBo官网亚博足球比分YaBo官网亚博足球比分YaBo官网⊙遣┳闱虮确諽aBo官网!罢饩拖裾肱帕械男》绯?亚博足球比分YaBo官网,在一阵*风吹来时亚博足球比分YaBo官网亚博足球比分YaBo官网亚博足球比分YaBo官网,每个风车叶片的转动是无序的亚博足球比分YaBo官网,但风车各自的位置和间距并不改变亚博足球比分YaBo官网?亚博足球比分YaBo官网!?

该研究提出了一种球形有机阳离子的设计合成路线,为合成更多独特的有机阳离子提供了新思路;设计合成了一类全新结构的钙钛矿材料亚博足球比分YaBo官网,为钙钛矿材料领域的研究开辟了新方向亚博足球比分YaBo官网;深入分析了有机-无机杂化材料中的有序-无序相变亚博足球比分YaBo官网,为研究其他有序-无序转变或更为复杂的无序系统提供了新模型亚博足球比分YaBo官网亚博足球比分YaBo官网。


新型立方钙钛矿材料 AthMn(N3)3的结构与有序-无序相变


该研究论文的作者均为上貉遣┳闱虮确諽aBo官网亚博足球比分YaBo官网亚博足球比分YaBo官网亚博足球比分YaBo官网?萍即笱ι?,第一作者史志方为材料专业2020届博士毕业生亚博足球比分YaBo官网亚博足球比分YaBo官网,现为美国北卡罗来纳大学博士后亚博足球比分YaBo官网。上科大物质学院多位本科生深度参与了这项科研课题亚博足球比分YaBo官网,包括方正(化学专业2017级本科生)亚博足球比分YaBo官网、武婧书(材料专业2016级本科生,已毕业)、陈怡(化学专业2014级本科生亚博足球比分YaBo官网、2018级研究生)亚博足球比分YaBo官网。米启兮教授为通讯作者亚博足球比分YaBo官网,上??萍即笱ㄒ煌瓿傻ノ谎遣┳闱虮确諽aBo官网亚博足球比分YaBo官网。

本研究工作获得了科技部重点研发计划、国家自然科学基金面上项目的支持。

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-021-23917-z