《一維N-H…N氫鍵有序型鐵電體可控生長和性質研究》是依託東南大學，由蔡宏靈擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：一維N-H…N氫鍵有序型鐵電體可控生長和性質研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：蔡宏靈
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
有機鐵電體因結構易剪裁與易修飾性、有機分子構築塊在三維空間分子自組裝的可控性、環保無污染等優點而受到越來越多的關注。但其鐵電性的產生機理尚未十分明了，開展有機鐵電體的理論和套用研究都具有非常重要的理論和實踐意義。O-H…O以及O-H…N氫鍵有序鐵電體已經獲得廣泛的研究，人們對N-H…N氫鍵有序鐵電體關注較少，而且由於N-H…N幾乎是直線型排列更加有利於研究氫鍵在鐵電體中所起的作用。本項目擬運用飽和溶液降溫法來製備基於吡嗪及其衍生物的一維N-H…N氫鍵型鐵電晶體。克服配合物鐵電體很難生長大單晶、自發極化和熱釋電電流太弱無法準確測量等研究有機鐵電體遇到的瓶頸。通過晶體結構分析、熱力學分析、鐵電介電壓電熱釋電分析、拉曼光譜、磁性耦合等多種手段來研究其鐵電性與O-H…O以及O-H…N氫鍵有序鐵電體之間的區別和聯繫，為探索新型有機鐵電體提供理論線索。
結題摘要
本項目利用分子鐵電體結構易剪裁與易修飾性，探索新型的性能優異的分子鐵電材料。經過三年的努力，該項目按計畫圓滿完成，並取得了階段性進展，多項研究成果已經發表在國際知名雜誌上。我們研究發現18冠6與對甲氧基苯胺組成的超分子化合物在150 K發生了一個鐵電-順電轉變，自發極化強度為1 μC/cm2。通過單晶衍射和固體核磁共振技術我們證明它的鐵電性主要來自苯環和甲氧基轉動自由度的凍結。在此研究基礎之上我們還發現了一個具有多鐵性的化合物三乙基一甲基胺四溴化鐵，由於其豐富的套用前景而獲得廣泛的 關注。它的晶體結構在366 K從低溫非中心對稱結構轉變到高溫中心對稱結構。同時磁化率隨溫度的變化也在360 K附近發生一個突變。這說明它具有較強的磁電耦合性能。在9 T磁場作用下，低溫相介電常數變化不大，但是高溫相介電常數發生較大的改變，尤其在轉變溫度附近，介電常數最大增強了18%左右。這帶來潛在的套用前景。高質量文章的發表表明了我們的工作成果也得到了國際國內同行的認可，項目完成的工作不但具有前瞻性，並具有很好的延展性。分子鐵電體研究中仍然還存在很多值得探討的問題需要進一步展開，部分工作仍在深入進行中。
