东南大学熊仁根团队Science: 具备超高压电响应性能的有机-无机钙钛矿铁电体

【引言】

传统的压电材料如压电陶瓷存在着加工温度高、无机械柔性以及含有有毒成分等缺点，极大地限制了压电材料的应用发展。而分子压电体具有轻量、机械柔性、加工温度低等特点，其加工制备也非常简单环保，可作为理想的压电材料。然而至今为止还未发现压电系数（d₃₃）可与钛酸钡（BTO）等压电陶瓷相当的分子压电体。

【成果简介】

东南大学的熊仁根教授与游雨蒙教授，美国托莱多大学的Yanfa Yan教授以及中国科学院深圳先进技术研究院的李江宇教授（共同通讯作者）报道发现了一种单相有机-无机钙钛矿压电体Me₃NCH₂ClMnC_l3(TMCM-MnCl₃)。这铁电晶体展现出了优异的压电响应性能（d₃₃ =185 pC/N），与BTO的压电系数（d₃₃ =190 pC/N）十分接近。而其相变温度T_c也达到了406K，可在室温合成并且无毒性金属成分，这些特点都使得该种铁电晶体在医学、微机械等领域拥有广阔的应用前景。该工作以 “An organic-inorganic perovskite ferroelectric with large piezoelectric response”为题发表在2017年7月21日出版的Science上。

【图文导读】

图1：TMCM-MnCl₃晶体结构的热变化

图2：TMCM-MnCl₃的铁电及其他相关特性

图3：TMCM-MnCl₃的微观铁电/压电特性

【文献信息】

An organic-inorganic perovskite ferroelectric with large piezoelectric response（Science, 2017, DOI: 10.1126/science.aai8535）

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