鐵電材料因在光電方面的應用而受到廣大科研人員的關注. 鐵電體中對稱性破缺引起的自發極化有利於光生載流子的分離, 從而產生優異的光電導和光伏性能. 因此, 研究鐵電材料中光與物質的相互作用 (雙光子光學吸收) 具有重要意義. 傳統無機鈣鈦礦鐵電材料的雙光子吸收係數一般較小, 有機-無機雜化鈣鈦礦的發展為設計新型具有優異雙光子吸收性能的鐵電體提供了新思路.
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課題組研究員羅軍華團隊通過引入混合有機胺陽離子, 構築了二維雙層鈣鈦礦無機有機雜化鐵電體. 研究發現, 該化合物中無機八面體扭曲和有機陽離子的有序無序化協同誘導了該化合物的鐵電自發極化; 同時, 該化合物展現了室溫以上的居裡溫度 (322K) 和明顯的鐵電自發極化. 與福建物構所功能納米結構設計與組裝院重點實驗室研究員陳學元課題組, 中科院上海光學精密機械研究所研究員王俊課題組的進一步合作研究發現, 該層狀鐵電材料表現出良好的雙光子吸收, 具有高達5.76×103cm·GW-1的雙光子吸收係數. 該研究為設計具有優異雙光子吸收性能的鈣鈦礦鐵電體提供了一種新的設計策略, 進一步拓展了鐵電體光學非線性吸收應用領域的研究.
相關研究成果發表在《美國化學會志》上, 第一作者為副研究員李麗娜. 該研究得到了國家 '傑出青年' 基金, 中科院戰略性先導專項, 中科院海西研究院 '團隊百人' 項目及 '春苗人才' 專項, 國家自然科學基金委優秀青年基金等的資助.
