教學(xué)周
南昌大學(xué)艾勇教授與廖偉強(qiáng)教授在分子鐵電材料領(lǐng)域取得重要研究進(jìn)展,,他們根據(jù)“多則異”的思想設(shè)計(jì)并合成了富勒烯加合物C60S8分子鐵電體,。相關(guān)研究成果發(fā)表于《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》,。
富勒烯是一種由碳原子組成的球狀分子,擁有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和物理,、化學(xué)性質(zhì),,備受材料科學(xué)和納米技術(shù)界的關(guān)注。鐵電體是一類極化方向在外電場(chǎng)下可重取向的電偶極活性材料,,和大眾熟知的鐵元素?zé)o關(guān),。研究富勒烯的鐵電性質(zhì),對(duì)于拓展其在電子器件和存儲(chǔ)技術(shù)等領(lǐng)域的應(yīng)用非常重要,。然而,,富勒烯的鐵電性質(zhì)目前仍未得到充分研究和應(yīng)用,主要原因是富勒烯分子的高對(duì)稱性。
上圖為“多則異”:富勒烯加合物鐵電體C60S8的設(shè)計(jì)思路,。C60和S8在外電場(chǎng)(E)下表現(xiàn)出普通電介質(zhì)的極化(P)隨E變化的線性行為(左下),,而C60S8的極化P在外電場(chǎng)E下可重新取向(右下,兩種箭頭方向代表兩種極化方向),,并且其鐵電疇可翻轉(zhuǎn)(右下,,方框中兩種顏色區(qū)域代表不同極化方向的鐵電疇)。
鐵電相變伴隨著空間對(duì)稱性的破缺,,偶極有序排列引起的自發(fā)極化,,僅存在于10個(gè)極性晶體點(diǎn)群(1 (C1),2 (C2),,m (Cs),,mm2 (C2v),4 (C4),,4mm (C4v),,3 (C3),3m (C3v),,6 (C6),,6mm (C6v))中。根據(jù)菲利普·安德森的“多則異”理念,, 艾勇與廖偉強(qiáng)利用C60和S8分子設(shè)計(jì)合成了富勒烯加合物C60S8分子鐵電體,。盡管兩個(gè)分子各自具有較高的分子對(duì)稱性,但研究表明,,C60與S8的分子間相互作用導(dǎo)致了微小的結(jié)構(gòu)扭曲和晶格重疊,,從而引起晶體的極性。在230開爾文的溫度下,,C60S8發(fā)生了從極性到極性的鐵電相變,,電滯回線測(cè)試和鐵電疇翻轉(zhuǎn)證實(shí)了它的鐵電性質(zhì)。
這項(xiàng)研究工作是南昌大學(xué)熊仁根教授提出的“鐵電化學(xué)”思想指導(dǎo)化學(xué)設(shè)計(jì)分子鐵電體的又一成功例子,。
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編 輯:陳雨潔
責(zé)任編輯:程慧萍
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