江西理工大學(xué)：在稀土分子鐵電材料研究取得新進(jìn)展

稀土素有“工業(yè)黃金”之稱，在發(fā)光材料、磁性材料、儲(chǔ)氫材料等中扮演著重要角色。稀土功能配合物是配位化學(xué)研究前沿，其性能豐富、結(jié)構(gòu)可調(diào)，在單分子磁體、診斷造影等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景。近日，我?？姌?lè)平博士聯(lián)合浙江師范大學(xué)、中科院上海物理研究所研究團(tuán)隊(duì)，利用分子工程策略，在層狀稀土配合物中實(shí)現(xiàn)了面外極化的鐵電性(圖1)。該研究以“Molecular Engineering Regulation Achieving Out-of-Plane Polarization in Rare-Earth Hybrid Double Perovskites for Ferroelectrics and Circularly Polarized Luminescence”為題，發(fā)表在《Angewandte Chemie-International Edition》(化學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)期刊)，我校為論文第一完成單位。

圖1. 分子工程調(diào)控實(shí)現(xiàn)面外鐵電極化

由于層狀材料容易成膜，層狀鐵電材料是制備鐵電薄膜器件的首選。盡管最近幾年有一些層狀鐵電配合物報(bào)道，但是這些材料大多都只顯示面內(nèi)極化，不利于器件應(yīng)用?？姌?lè)平等基于“鐵電化學(xué)”，利用稀土離子豐富的配位模式，引入手性，構(gòu)建了鈣鈦礦型層狀手性稀土配合物，在有機(jī)組分上進(jìn)行F取代，通過(guò)F取代效應(yīng)成功調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)了面外極化的鐵電性。該材料不僅表現(xiàn)出多極軸面外鐵電性和鐵電-鐵彈性，還具有圓偏振發(fā)光(CPL)，在下一代微-納光電器件領(lǐng)域顯示了應(yīng)用潛力(圖2)。該成果不但為稀土鐵電材料在新光電器件中的應(yīng)用提供更多可能，也為稀土功能配合物的研究提供了新思路。

圖2. 稀土雜化雙鈣鈦礦的鐵電性與CPL

據(jù)悉，該研究受到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、江西省自然科學(xué)基金委、功能晶態(tài)材料化學(xué)江西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的支持。