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福建物構(gòu)所高性能層狀雜化鈣鈦礦鐵電半導(dǎo)體研究獲進(jìn)展
2021年01月25日 13:52:09
來源：福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所 點(diǎn)擊量：4966
中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員羅軍華團(tuán)隊通過發(fā)展“結(jié)構(gòu)基元替換”策略，設(shè)計并合成了一種新型的層狀雜化鈣鈦礦鐵電半導(dǎo)體(C6H5CH2NH3)2CsPb2Br7，并首次將該材料體系應(yīng)用于光伏非易失性存儲器的研究。
【化工儀器網(wǎng) 科技前沿】具有體光伏效應(yīng)(BPVE)的鐵電半導(dǎo)體作為光伏非易失性數(shù)據(jù)存儲的有效介質(zhì)已得到廣泛研究。然而，傳統(tǒng)的鐵電材料在該領(lǐng)域的應(yīng)用仍受到帶隙大、內(nèi)阻高、載流子輸運(yùn)差和易極化疲勞等問題的困擾。近年來，新興的有機(jī)無機(jī)雜化鈣鈦礦鐵電材料因結(jié)合了優(yōu)異的鐵電性與半導(dǎo)體特性，在開發(fā)適用于光伏非易失性存儲領(lǐng)域的新型鐵電材料方面表現(xiàn)出廣闊的前景。
在前期研究基礎(chǔ)上，中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員羅軍華團(tuán)隊通過發(fā)展“結(jié)構(gòu)基元替換”策略，設(shè)計并合成了一種新型的層狀雜化鈣鈦礦鐵電半導(dǎo)體(C6H5CH2NH3)2CsPb2Br7，并首次將該材料體系應(yīng)用于光伏非易失性存儲器的研究。研究發(fā)現(xiàn)，該化合物的晶體器件表現(xiàn)出與鐵電極化方向高度相關(guān)的光伏電流 (光伏電流密度和開關(guān)比分別達(dá)到5 μA/cm2和3×105)，這對制備光伏非易失性存儲器具有重要意義。此外，該化合物還表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗疲勞性能，其自發(fā)極化強(qiáng)度和光伏開路電壓在經(jīng)歷了108次電極化循環(huán)后仍能保持穩(wěn)定不變，這使得基于該化合物的非易失性存儲器件在穩(wěn)定性和耐用性方面表現(xiàn)出優(yōu)勢?？紤]到雜化鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的可擴(kuò)展性，該研究使設(shè)計出更多的無疲勞鐵電半導(dǎo)體成為可能，并將進(jìn)一步拓展此類材料在非易失性存儲領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。
相關(guān)研究成果發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》(Angew. Chem. Int. Ed., 2020, DOI: 10.1002/anie.202012601)上，福建物構(gòu)所與上?？萍即髮W(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生姚云鵬為論文第一作者。研究工作得到國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國家杰出青年基金、中科院基礎(chǔ)前沿科學(xué)研究計劃“從0到1”原始創(chuàng)新項(xiàng)目、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)等的支持。
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