具有體光伏效應（BPVE）的鐵電半導體作為光伏非易失性數(shù)據(jù)存儲的有效介質已得到廣泛研究。然而，傳統(tǒng)的鐵電材料在該領域的應用仍受到帶隙大、內阻高、載流子輸運差和易極化疲勞等問題的困擾。近年來，新興的有機無機雜化鈣鈦礦鐵電材料因結合了優(yōu)異的鐵電性與半導體特性，在開發(fā)適用于光伏非易失性存儲領域的新型鐵電材料方面表現(xiàn)出廣闊的前景。

在前期研究基礎上，中國科學院福建物質結構研究所結構化學國家重點實驗室研究員羅軍華團隊通過發(fā)展“結構基元替換”策略，設計并合成了一種新型的層狀雜化鈣鈦礦鐵電半導體(C₆H₅CH₂NH₃)₂CsPb₂Br₇，并首次將該材料體系應用于光伏非易失性存儲器的研究。研究發(fā)現(xiàn)，該化合物的晶體器件表現(xiàn)出與鐵電極化方向高度相關的光伏電流 (光伏電流密度和開關比分別達到5 μA/cm²和3×10⁵)，這對制備光伏非易失性存儲器具有重要意義。此外，該化合物還表現(xiàn)出較強的抗疲勞性能，其自發(fā)極化強度和光伏開路電壓在經歷了108次電極化循環(huán)后仍能保持穩(wěn)定不變，這使得基于該化合物的非易失性存儲器件在穩(wěn)定性和耐用性方面表現(xiàn)出優(yōu)勢?？紤]到雜化鈣鈦礦結構的可擴展性，該研究使設計出更多的無疲勞鐵電半導體成為可能，并將進一步拓展此類材料在非易失性存儲領域的潛在應用。

相關研究成果發(fā)表在《德國應用化學》（Angew. Chem. Int. Ed., 2020, DOI: 10.1002/anie.202012601）上，福建物構所與上?？萍即髮W聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生姚云鵬為論文第一作者。研究工作得到國家自然科學基金重點項目、國家杰出青年基金、中科院基礎前沿科學研究計劃“從0到1”原始創(chuàng)新項目、中科院戰(zhàn)略性先導科技專項等的支持。

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福建物構所高性能層狀雜化鈣鈦礦鐵電半導體研究獲進展