1. JACS：首例！具有優(yōu)異鐵電性的新型3D鹵化鈣鈦礦
第一作者：Han-Yue Zhang
通訊作者：熊仁根
通訊單位：東南大學(xué)、南昌大學(xué)
以[CH3NH3] PbI3鈣鈦礦為代表的三維（3D）有機(jī)-無機(jī)鉛鹵化物因其多樣化的功能特性和有希望的光電應(yīng)用而引起了人們的極大興趣。然而，3D鹵化鉛種類仍然非常稀少，同時(shí)其鐵電性仍存在爭議。東南大學(xué)和南昌大學(xué)的熊仁根團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種新型的3D鹵化鈣鈦礦相關(guān)的鐵電[2-三甲基氨乙基乙基銨] Pb2Cl6（[TMAEA] Pb2Cl6）。
本文要點(diǎn)：
1）[TMAEA] Pb2Cl6包含角和邊緣共享的PbCl6八面體的3D氯化鉛骨架，以及[TMAEA]+陽離子占據(jù)框架的空位。[TMAEA] Pb2Cl6顯示出居里溫度高達(dá)412 K的鐵電-順電相變，293 K的典型鐵電磁滯回線和1μC/cm2的自發(fā)極化，以及清晰的鐵電疇切換。
2）[TMAEA] Pb2Cl6是第一個(gè)顯示出如此優(yōu)異鐵電性的3D鹵化鉛。此外，它還表現(xiàn)出半導(dǎo)體性能，其直接帶隙為3.43 eV。這一發(fā)現(xiàn)豐富了3D混合鹵化鉛家族，并激發(fā)了3D鹵化鉛鐵電材料的探索。
參考文獻(xiàn)：
Han-Yue et al. A Three-Dimensional LeadHalide Perovskite-Related Ferroelectric, J. Am. Chem. Soc. 2020.
DOI: 10.1021/jacs.0c00375.
https://doi.org/10.1021/jacs.0c00375
2. JACS：首例！圓偏振發(fā)光的分子鈣鈦礦鐵電體
第一作者：Ji-Xing Gao
通訊作者：You-Xuan Zheng、Da-Wei Fu
通訊單位：南京大學(xué)、浙江師范大學(xué)
具有圓偏振發(fā)光（CPL）活性的材料在分子開關(guān)，光學(xué)傳感器，信息存儲(chǔ)，不對(duì)稱光合作用，3D光學(xué)顯示器，生物探針和自旋電子器件等各個(gè)領(lǐng)域具有巨大的潛在應(yīng)用。然而，大多數(shù)發(fā)光體的非手性結(jié)構(gòu)嚴(yán)重限制了其實(shí)際需求。在此背景下，具有驚人的化學(xué)變異性和結(jié)構(gòu)特性靈活性的分子鐵電體為CPL活性鐵電材料的組裝帶來了光明。浙江師范大學(xué)Da-Wei Fu和南京大學(xué)You-Xuan Zheng團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種有機(jī)-無機(jī)鈣鈦礦對(duì)映體鐵電體，(R)-和(S)-3-(氟吡咯烷鎓)MnBr3，
本文要點(diǎn)：
1）在273 K時(shí)經(jīng)歷了222F2型鐵電相變。單晶X射線衍射驗(yàn)證和振動(dòng)圓二色性（VCD）證實(shí)了它們的鏡像關(guān)系。此外，通過鏡面CPL活性捕獲了兩個(gè)手性晶體的相應(yīng)科頓效應(yīng)(Cotton Effect)。這可以歸因于非手性發(fā)光鈣鈦礦骨架和手性有機(jī)組分之間的誘導(dǎo)相互作用。
2）這是第一個(gè)具有CPL活性的分子鐵電體。因此，這將激發(fā)對(duì)具有CPL活性的分子鐵電學(xué)的興趣和進(jìn)一步的研究，并為開發(fā)新的光電器件具有巨大的潛力。
參考文獻(xiàn)：
Ji-Xing Gao et al. Enantiomorphic PerovskiteFerroelectrics with Circularly Polarized Luminescence, J. Am. Chem. Soc. 2020.
DOI: 10.1021/jacs.9b13291.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.9b13291
3. JACS：亞晶格混合調(diào)節(jié)光電子性能的無機(jī)鹵化物雙鈣鈦礦
第一作者：Christopher J. Bartel
通訊作者：Christopher J. Bartel、Charles B. Musgrave
通訊單位：科羅拉多大學(xué)博爾德分校
全無機(jī)鹵化物雙鈣鈦礦已經(jīng)成為一種有前途的材料，與含鉛的雜化有機(jī)無機(jī)鈣鈦礦光電材料相比，它可能更穩(wěn)定，毒性更低。科羅拉多大學(xué)博爾德分校Charles B. Musgrave團(tuán)隊(duì)根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)的鈣鈦礦穩(wěn)定性容差因子（τ），從903種化合物中選擇了311種氯化銫基雙鈣鈦礦（Cs2BB'Cl6）。然后對(duì)這311種雙鈣鈦礦進(jìn)行第一性原理計(jì)算，以評(píng)估其穩(wěn)定性并確定具有適合光電應(yīng)用的帶隙的候選材料。
本文要點(diǎn)：
1）基于熱力學(xué)分析，預(yù)測(cè)了311種Cs2BB'Cl6化合物中的261種可能是可合成的。在這261種可能可合成的化合物中，有47種不含毒性元素，并且具有直接或接近直接的帶隙（在100 meV之內(nèi)），其間帶隙為1至3eV。
2）鈣鈦礦型Cs2[Alk]+TM3+Cl6，其中Alk是性陽離子，TM是過渡金屬陽離子，是一類具有顯著光學(xué)特性的Cs2BB'Cl6雙鈣鈦礦，包括大和可調(diào)的激子結(jié)合能。研究人員將這些化合物的異常電子結(jié)構(gòu)歸因于Alk-Cl和TM-Cl亞晶格的混合，導(dǎo)致該類材料的帶隙小，激子結(jié)合能大以及受過渡金屬特性明顯影響的吸收光譜。
總而言之，通過分析這些化合物的電子結(jié)構(gòu)以及與其他過渡金屬和堿金屬過渡金屬鹵化物的化學(xué)鍵合，可以探究雙鈣鈦礦結(jié)構(gòu)在實(shí)現(xiàn)這些獨(dú)特性能方面的作用。
參考文獻(xiàn)：
Christopher J. Bartel et al. Inorganic halidedouble perovskites with optoelectronic properties modulated by sublatticemixing, J. Am. Chem. Soc. 2020.
DOI: 10.1021/jacs.9b12440.
https://doi.org/10.1021/jacs.9b12440
