柔软似皮肤的光电器件, 极其微小的纳米机器人……这些看似有些梦幻的技术, 将因世界首例 '无金属钙钛矿型铁电体' 材料的问世而变为现实.
7月13日, 东南大学熊仁根团队, 游雨蒙课题组在 '分子铁电材料' 领域再次取得重要研究进展, 他们首次发现无金属钙钛矿型铁电体, 为钙钛矿这一重要的材料家族增添了新的成员, 相关研究结果于13日在《科学》杂志在线发表.
常见的钙钛矿材料主要有两种, 无机钙钛矿和有机—无机杂化钙钛矿. 从打火机到航天飞机等先进设备都需要这类材料的应用. 但这两类钙钛矿材料均带有金属元素, 加大了其加工, 制备的困难. 甚至, 某些金属元素 (比如铅) 会造成严重的环境问题.
多年来, 人们一直在寻找钙钛矿家族中的第三类——全有机钙钛矿材料, 即无金属钙钛矿. 东南大学的分子铁电团队经过多年攻关, 利用带电分子集团取代无机离子, 成功制备出一大类共计23种全有机新型钙钛矿材料.
由于没有金属元素, 无金属钙钛矿材料将具备柔韧性, 易加工, 低能耗, 低污染等特质, 其内在的有机组成能为该材料带来更广泛的应用前景.
值得一提的是, 团队还合成了4种材料的左手对映体, 右手对映体及外消旋化合物, 并分别证明了它们的铁电性. 目前, 左手性, 右手性和无手性的化合物同时具有铁电性的例子还未有过相关报道. 这类材料也将在数据存储, 光量子通信等领域中获得更广阔的应用前景.
