随着层状混合钙钛矿的发明,多层结构混合双钙钛矿发现能够作为性质优异的半导体材料,而且这种材料具有环境友好、稳定性高的优点,但是在此类材料中得到高于室温条件的铁电性质非常困难。在这种层状混合钙钛矿材料中,无机层之间的有机阳离子为钙钛矿提供了铁电性质,而且由于这种性质与其他光电性质很好的结合,导致形成一系列突出的性质和功能,比如优异的载流子运输效应、可调控的光响应能力。通过调节有机和无机组分,能够实现高性能光电铁电材料具有优势。
目前在相关报道中,人们能够在一系列的二维多层钙钛矿中实现体光伏效应,用于自发电光探测器、自发电X射线探测、极化光探测等,但是其中绝大部分材料含有高浓度毒性Pb元素,因此发展无Pb的二维多层钙钛矿材料具有非常广泛的意义。
有鉴于此,南京大学陈爽,福建物质结构研究所刘希涛、罗军华等报道通过芳香族阳离子策略,得到了双层复合双钙钛矿铁电材料(C6H5CH2NH3)2CsAgBiBr7,实现了显著的饱和极化(10.5 μC/cm2),Tc=483 K居里温度。这个居里温度创造了多层钙钛矿铁电材料的新记录,显著提高铁电材料的工作温度。
作者发现这种高Tc的多层混合双钙钛矿铁电材料为设计环境友好的光电/铁电材料和高性能光电器件提供机会。
参考文献
Yunpeng Yao, Haidong Jiang, Yu Peng, Xinyuan Zhang, Shuang Chen*, Xitao Liu*, and Junhua Luo*, High-Curie Temperature Multilayered Hybrid Double Perovskite Photoferroelectrics Induced by Aromatic Cation Alloying, J. AM. Chem. Soc. 2021
DOI: 10.1021/jacs.1c05108
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c05108