罗军华课题组：高居里温度多层杂化钙钛矿光铁电体研究取得进展

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近年来，结合了铁电特性和优异的半导体性能的二维多层杂化钙钛矿光铁电体，表现出丰富的物理性能（铁电光伏效应、光折变、光致形变效应和铁电光伏效应等），在下一代光电器件中具有重要的应用前景。然而，二维多层杂化钙钛矿铁电的居里温度的有效调节仍然是具有很大挑战性的，特别是其中的非铅二维多层双钙钛矿光铁电体，其性能研究一直受到现有材料居里温度过低的制约，如何有效提高其居里温度仍然是当前该领域研究需要解决的一个重要问题。

图：引入芳香族阳离子设计高居里温度二维多层杂化钙钛矿光铁电体

　　对于有机无机杂化钙钛矿铁电体，有机阳离子的有序-无序运动是驱动铁电相变的关键因素，提高这种旋转驱动的杂化钙钛矿铁电的相变能垒可以显著提高其居里温度。在此前研究基础上，中国科学院福建物构所结构化学国家重点实验室“无机光电功能晶体材料”罗军华研究员团队通过向体系内引入大尺寸芳香族阳离子的分子设计策略，成功发展了一种具有高居里温度的“绿色”非铅双层杂化钙钛矿光铁电体，(C6H5CH2NH3)2CsAgBiBr7，其相变居里温度和饱和极化强度分别达到了483 K和10.5 ？C？cm？2，其高居里温度在目前报道的二维多层杂化钙钛矿铁电体中是最高的，极大拓宽了这类铁电体的工作温度。与南京大学陈爽老师团队合作进行的理论计算分析发现，该化合物的高居里温度来源于晶体结构中芳香族阳离子引起的高相变能垒。此外，得益于结构特性和铁电引起的体光伏效应，该化合物还表现出了优秀的光电性能，其单晶器件表现出大的光电探测开/关比(104)和明显的零偏压光电流。这一工作首次报道了具有高居里温度(483 K)的多层杂化非铅双金属钙钛矿光铁电体，为合理设计具有优异半导体性能的高居里温度光铁电材料提供了新思路。相关研究结果发表在《美国化学会志》（J. Am. Chem. Soc.2021, 143, 15900-15906.）。该论文的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。
　　论文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.1c05108


       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。

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罗老师：
   您好！
   由重庆大学、中国光电产业平台、中国新材料发展平台联合主办的 “2022光电转换与太阳能电池材料发展论坛” 将于05月20日-22日在重庆举办，鉴于罗老师您的研究建树，组委会真诚地邀请您出席会议并做邀请报告，看您的时间安排。(若您方便，烦请添加下我的微信，我给您发份会议文件，谢谢您）


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