中國科學院福建物構所：鐵電晶體無公度相調制結構研究獲進展

【成果簡介】

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“無機光電功能晶體材料研究”羅軍華團隊，在鐵電晶體的無公度相調制結構方面的研究取得進展。相關研究結果以“Unusual Long-Range Ordering Incommensurate Structural Modulations in an Organic Molecular Ferroelectric”為題發表在JACS上。研究工作得到了國家杰出青年基金、中科院戰略性先導科技專項、國家自然科學基金委優秀青年基金、中科院海西研究院“春苗人才”專項和福建省杰出青年基金等的資助。

【圖文導讀】

圖1 鐵電晶體的非公度結構調制

圖2 DSC和C_p-T圖

【研究內容】

鐵電體是一類重要的極性光電功能材料，在非線性光學、壓電、熱釋電和鐵電信息存儲等方面有廣泛應用。無公度相是鐵電材料的一種特殊調制結構，對揭示材料鐵電起源和闡明物理性能具有重要意義。與金屬氧化物相比，目前分子基鐵電體的無公度相調制結構的研究很少，不利于深入理解鐵電材料的性能起因與拓展新的鐵電材料體系。

羅軍華團隊在鐵電體的順電相—鐵電相的結構轉變過程中，首次發現了三個連續的過渡態無公度相，X-射線衍射譜圖呈現出明顯的衛星散射斑，表明原子沿極軸方向受到調制；與北京大學孫俊良團隊合作，對無公度相的超結構進行分析發現，該晶體的調制結構周期是原胞周期的7倍，沿極軸方向的調制波矢q約為0.1589，是明顯的非整數倍。該材料的無公度相調制結構和鐵電性能均與無序化的結構基元密切相關。在順電相時，組成化合物的陰離子結構基元處于高度無序化的狀態；進入無共度相，基元的無序化被部分凍結，部分原子處于被調制狀態；在鐵電相時，原子運動進一步受到限制，結構基元完全有序，從而對稱性破缺誘導產生鐵電性能。這種結構基元連續的變化導致晶體的結構相變，依次經歷順電相-非公度相-鐵電相的過程。

該研究結果詳細描述了分子基鐵電的非公度相結構，揭示了晶體的鐵電性與結構相變的關聯，闡明了材料鐵電性能的結構起因，為發展新的鐵電材料體系提供了重要參考。

原文鏈接：http://www.cas.cn/syky/201711/t20171109_4621333.shtml。

文獻鏈接：Unusual Long-Range Ordering Incommensurate Structural Modulations in an Organic Molecular Ferroelectric（JACS，2017，DOI: 10.1021/jacs.7b08950）

本文由材料人編輯部王冰編輯，點我加入材料人編輯部。

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