有機(jī)無機(jī)雜化鈣鈦礦光鐵電半導(dǎo)體因結(jié)合了鐵電性和優(yōu)異的半導(dǎo)體性能，在光電器件領(lǐng)域吸引了科研工作者的興趣。然而，二維雜化鈣鈦礦鐵電的居里溫度的有效調(diào)節(jié)仍是挑戰(zhàn)。對于有機(jī)無機(jī)雜化鈣鈦礦鐵電體，有機(jī)陽離子的有序-無序運(yùn)動(dòng)是驅(qū)動(dòng)鐵電相變的關(guān)鍵因素，提高這種旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的雜化鈣鈦礦鐵電的相變勢壘可以顯著提高其居里溫度。有機(jī)金屬框架材料中的客體分子限域效應(yīng)為合理調(diào)控二維雜化鈣鈦礦鐵電體的居里溫度提供了新思路。

中國科學(xué)院福建物構(gòu)所結(jié)構(gòu)化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室“無機(jī)光電功能晶體材料”研究員羅軍華團(tuán)隊(duì)通過引入乙胺作為“限域孔洞轉(zhuǎn)子”定向合成了一例二維雙層和一例二維三層雜化鈣鈦礦光鐵電半導(dǎo)體。結(jié)構(gòu)和理論計(jì)算分析表明，隨著無機(jī)骨架層數(shù)增加，乙胺受到的孔洞限域作用增強(qiáng)，導(dǎo)致乙胺轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)的鐵電相變能壘升高。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該二維三層鈣鈦礦鐵電體的居里溫度(370 K)高于二維雙層鈣鈦礦鐵電體（326 K）。研究表明，乙胺是設(shè)計(jì)高居里溫度二維有機(jī)無機(jī)雜化鈣鈦礦光鐵電半導(dǎo)體的有效“限域孔洞轉(zhuǎn)子”，并為合理設(shè)計(jì)具有優(yōu)異半導(dǎo)體性能的高居里溫度雜化鈣鈦礦光鐵電半導(dǎo)體提供了新思路。

近日，相關(guān)研究結(jié)果以通訊的形式發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》（Angewandte Chemie International Edition 2020, DOI: 10.1002/anie.202011270）上，福建物構(gòu)所與上?？萍即髮W(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生彭玉為論文的第一作者。研究工作得到國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國家杰出青年基金、中科院基礎(chǔ)前沿0-1原始創(chuàng)新項(xiàng)目及中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)的資助。

論文鏈接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202011270

福建物構(gòu)所高居里溫度雜化鈣鈦礦光鐵電半導(dǎo)體研究獲進(jìn)展