《IV-VII族配合物型鐵磁性半導體材料的合成與性能研究》是依託華僑大學，由范樂慶擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：IV-VII族配合物型鐵磁性半導體材料的合成與性能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：范樂慶
- 依託單位：華僑大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
雜化有機半導體和分子磁體形成鐵磁性半導體材料是當前材料領域的研究熱點之一,但由於有機半導體分子間弱的范德華力使得材料的載流子遷移率低，限制了器件的回響速度，因而影響了材料的套用前景。本課題提出基於具有高的載流子遷移率的無機化合物半導體構築新穎的無機-有機雜化的配合物型鐵磁性半導體材料。以IV-VII族化合物MX2（M = Sn，Pb；X = Cl，Br，I）半導體的結構碎片為無機組分，適當的有機配體為有機組分，結構調控的同時引入磁性過渡族金屬離子，主要通過共價鍵合，在分子層次自組裝形成配合物型鐵磁性半導體材料。對材料進行結構表征和性能測試，揭示材料的結構調控規律，輔以理論計算，分析磁性離子及有機配體對M/X骨架的電子結構的影響，闡明磁交換機理，明晰材料結構與性能的關係，實現光電磁性能優異的配合物型鐵磁性半導體材料的可控制備。本項目將為製備新型的鐵磁性半導體材料提供一種嶄新途徑及理論支持。
結題摘要
本項目旨在以IV–VII族化合物MX2（M = Sn，Pb；X = Cl，Br，I）半導體的結構碎片為無機組分，適當的有機配體為有機組分，結構調控的同時引入磁性過渡族金屬離子，主要通過共價鍵合，在分子層次自組裝形成無機-有機雜化的配合物型鐵磁性半導體材料。項目實施過程中，採用溶劑熱法和溶液反應法，嘗試了多樣化的含氮、含氧、含硫和含磷的有機配體（如單齒、雙齒和多齒配體，剛性和柔性配體，陰離子和中性配體）。研究成果如下：1、獲得了含磁性金屬離子Cu2+的配合物型半導體[Pb3I10Cu2(phen)4]n （phen = 鄰菲羅啉）、[PbI5Cu(I)Cu(II)(phen)2(I2)0.5]n和[Pb2I6Cu(2,9-Me2-phen)]n。探討了材料[Pb3I10Cu2(phen)4]n的結構與光電磁性能的關係，發現通過π–π堆積作用導致Cu2+間鐵磁交換作用的產生，並結合理論計算，分析了磁性離子及有機配體對Pb/I骨架電子結構的影響。2、獲得了含非磁性金屬離子Cu+的異金屬配合物型半導體材料，如[Pb3I8Cu2(bipy)2]n （bipy = 2,2'-聯吡啶）、[PbI3Cu(2,9-Me2-phen)]n等。3、獲得了以磁性金屬離子Ni2+、Cu2+絡合離子為模板的異金屬半導體材料，如{[CuBr(phen)2][PbBr3]}n、{[Ni(bam)3][Pb2I6]}n （bam = 鄰苯二胺）等。4、獲得了以有機胺陽離子為模板的異金屬半導體材料，如少見的3D {[debipy]2[Pb7Cu2I20]}n （debipy = N,N'-二乙基-2,2'-聯吡啶）、2D {[debipy]2[PbCu6I12]}n等。5、研究了上述異金屬半導體材料的合成條件、晶體結構及性能，豐富了此體系的結構，為製備新型的鐵磁性半導體材料提供一種嶄新途徑及理論支持。
