罗军华课题组：高性能层状杂化钙钛矿铁电半导体获得新进展

dasaochu

具有体光伏效应(BPVE)的铁电半导体作为光伏非易失性数据存储的有效介质已经得到广泛的研究。然而，传统的铁电材料在这一领域的应用仍然受到带隙大、内阻高、载流子输运差和易极化疲劳等问题的困扰。近年来，新兴的有机无机杂化钙钛矿铁电材料，因其结合了优异的铁电性与半导体特性，在开发适用于光伏非易失性存储领域的新型铁电材料方面，表现出广阔的前景。

　　在前期的研究基础上，中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室罗军华研究员团队通过发展了一种“结构基元替换”策略，设计并合成了一种新型的层状杂化钙钛矿铁电半导体(C6H5CH2NH3)2CsPb2Br7，并首次将这一材料体系应用于光伏非易失性存储器的研究。研究发现，该化合物的晶体器件表现出了与铁电极化方向高度相关的光伏电流 (光伏电流密度和开关比分别达到了5 μA/cm2和3×105)，这对制备光伏非易失性存储器至关重要。此外，该化合物还表现出极强的抗疲劳性能，其自发极化强度和光伏开路电压在经历了108次电极化循环后仍能保持稳定不变，这使得基于该化合物的非易失性存储器件能够在稳定性和耐用性方面表现出优势。考虑到杂化钙钛矿结构的可扩展性，这一工作使得设计更多的无疲劳铁电半导体成为可能,并将进一步拓展此类材料在非易失性存储领域的潜在应用。
　　相关研究成果发表在《德国应用化学》 (Angew. Chem. Int. Ed., 2020, DOI: 10.1002/anie.202012601)上，论文第一作者为福建物构所与上海科技大学联合培养博士研究生姚云鹏。该研究得到了国家自然科学基金重点项目、国家杰出青年基金、中科院基础前沿0-1原始创新项目、中科院战略性先导专项等项目资助。
　　论文链接: https://www.onlinelibrary.wiley. ... 1002/anie.202012601
　　（罗军华课题组供稿）


       文章来源：福建物构所
      罗军华，中科院福建物质结构研究所研究员，博士生导师，国家杰出青年基金获得者。1992年本科毕业于江西师范大学化学系；2003年获中科院物构所博士学位，师从洪茂椿院士；2003-2005年先后在美国北卡州立大学和佛罗里达大学从事博士后研究；2006-2009年获美国洛斯阿拉莫斯国家实验室 (Los Alamos National Laboratory) Fellowship资助在中子衍射中心从事研究。分别在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Adv. Funct.Mater., PNAS, Nat.Commun., Chem. Sci.等国际知名期刊上发表SCI论文150多篇，多次受邀为美国化学会(JACS, CG&R和IC), 英国皇家化学会(CC, Dalton, JMC和CrystEngComm)和Wiley-VCH InterScience (Adv. Mater., EurJIC和Chemistry - An Asian Journal)审理稿件；多次受邀在国际学术会议如国际配位化学会议、美国化学学会和材料学会年会上报告相关工作。先后受聘担任美国《Crystal Growth & Design》杂志Topic Editor和中国化学快报副主编。主要从事无机/有机杂化半导体光电功能晶体材料，分子基铁电和相变晶体材料以及非线性光学晶体材料的研究，发展了系列无层状习性的硼酸盐和磷酸盐无铍深紫外非线性光学晶体材料，创新性地设计合成了基于固体对称性破缺构筑的具有非心结构的非线性倍频开关、铁电和铁电半导体等光电功能晶体材料。