《具有磁電效應的配位聚合物的合成與性能表征》是依託廈門大學，由趙海霞擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：具有磁電效應的配位聚合物的合成與性能表征
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：趙海霞
- 依託單位：廈門大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
磁電效應在轉換能量、信號感測、磁場檢測、多態記憶體、電控鐵磁共振、磁調製壓電感測器等方面有著重要的套用。由於磁有序與電有序結構設計的矛盾合成具有磁電效應的材料目前還存在很大的挑戰。配位聚合物材料由於其構築模組（金屬離子，有機配體）的多樣性，因而可以通過選擇合適的構築模組，調控其連線方式，實現性質功能的調控。本研究擬利用通過調控客體分子（孔道中的客體溶劑分子或抗衡離子）跟主體協同作用進而實現磁極化與電極化的耦合。通過本課題的開展，合成出具有磁電效應的配位聚合物，揭示其結構與性能主之間的關係，為今後合理設計與合成具有磁電效應的配位聚合物提供實驗指導。開發出磁電相互調控的磁電材料，拓展其套用。
結題摘要
磁電效應在轉換能量、信號感測、磁場檢測、多態記憶體、電控鐵磁共振、磁調製壓電感測器等方面有著重要的套用。由於磁有序與電有序結構設計的矛盾合成具有磁電效應的材料目前還存在很大的挑戰。配位聚合物材料由於其構築模組（金屬離子，有機配體）的多樣性，因而可以通過選擇合適的構築模組，調控其連線方式，實現性質功能的調控。在本項目中，以HCOO-，C2O42-, N3-, CN-, [N(CN)2]-等配體設計合成了一系列的變價同金屬和變價混金屬的配位聚合物。利用變價金屬間的電荷差異設計出電極化，而金屬間的電荷轉移則可以設計成可翻轉的電極化，形成電子鐵電體，進而實現磁自旋極化與電極化同時負載在金屬離子上，增強磁電耦合，調控磁電溫區到近室溫。在化合物[NH2(CH3)2]n[FeIIIFeII(HCOO)6]n基於亞晶格缺陷實現磁電同源，在多鐵態獲得較大的本徵磁電耦合效應。通過金屬離子摻雜得到化合物[NH2(CH3)2]n[FeIIIFeII(1-x)NiIIx(HCOO)6]n (x ≈ 0.63-0.69)，在該化合物中實現，到目前為止，這是第一例室溫低場磁介電MOF材料。並且該系列化合物具有比較高的介電調諧係數。在變價三核鐵的化合物[Fe3O(CH3COO)6(py)3](py) (py = pyridine)中，利用自旋阻挫和電荷阻挫促使化合物從順電態到鐵電相的轉變，該促使其具有磁電耦合。為獲得室溫磁電耦合材料，首次利用分子基鐵電體構築了磁電複合材料，在共振頻率39 kHz下，其室溫磁電係數在275 Oe直流磁場下可達到186 mV m-1 Oe-1。並利用固溶體策略構築了壓電性能更好的鐵電體[N(CH3)4][GaBrCl3]，並將Metglas與其複合構築了Metglas/[N(CH3)4][GaBrCl3]磁電複合物，其室溫磁電係數在共振頻率下提升至8.74 V cm-1 Oe-1。通過本課題的開展，探索合成出系列具有磁電效應化合物，揭示了其結構與性能之間的關係，為今後合理設計與合成具有磁電效應的配位聚合物提供實驗指導。
