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【中青在线】东南大学发现世界首例无金属钙钛矿型铁电体

2018-07-13344发布者:翟梦杰

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中青在线南京7月13日电(黄欢 中国青年报·中青在线记者 李润文)今天上午,东南大学召开新闻发布会,该校熊仁根团队、游雨蒙课题组在分子铁电材料领域再次取得重要研究进展,首次发现无金属钙钛矿型铁电体,为钙钛矿这一重要的材料家族增添了新的成员,相关研究结果于今日被世界顶级学术期刊“Science(科学)”杂志在线发表。

据了解,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。从日常用品打火机到航天飞机等先进设备都需要这类材料的应用。但这两类钙钛矿材料均带有金属元素,加大了其加工、制备的困难。甚至,某些金属元素(比如铅)更会造成严重的环境问题。

多年来,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,即无金属钙钛矿。东南大学的分子铁电团队经过多年的刻苦攻关,利用带电分子集团取代无机离子,成功制备出一大类共计23种全有机新型钙钛矿材料。

“让钙钛矿材料脱掉金属的‘紧箍咒’,换来的是一种更宝贵的自由。” 东南大学游雨蒙教授介绍,由于没有金属元素,无金属钙钛矿材料将更具备柔韧性、易加工、低能耗,低污染等特质,其内在的有机组成能为该材料带来更广泛的应用前景。

值得一提的是,团队还合成了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。目前,左手性、右手性和无手性的化合物同时具有铁电性的例子还未有过相关报道。这类材料也将在数据存储、逻辑运算、光量子通信、光学雷达、能源转换、生物医疗等领域中获得更广阔的应用前景。

据悉,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。此次东南大学熊仁根团队、游雨蒙课题组的研究成果被《科学》杂志发表,不但将十多年前的预言变成了现实,也为铁电材料的研究带来了新的思路和方向,标志着我国在分子材料领域又一次走在了世界前列。

该论文同时也是江苏省“分子铁电科学与应用”重点实验室(前身为东南大学有序物质科学研究中心)的一项重要成果。该重点实验室也是东南大学“生物电子学”国家重点实验室的组成部分。此次研究结果是自2013年、2017年以来该团队在国际顶尖期刊《科学》上以东南大学为第一完成单位发表的第三篇论文。



2018-7-13【中青在线