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具有铁电半导体光电效应的晶体玻璃的研究得到了发展

具有非中心对称结构的偏振光电晶体玻璃是以自发偏振为基础的,具有非线性光学、压电、热电和铁电等优良的光学性能。但只有结晶成10个极性点的化合物才能产生极化效应。如何创新极性光电功能晶体材料的结构设计,利用原配位实现偶极矩排列的一致性,而组装具有强偏振特性的化合物以获得宏观上优异的晶体材料光电性能已成为这一领域的重要科学问题。

中国科学院福建材料结构研究所结构化学国家重点实验室和光电材料化学与物理国家重点实验室罗俊华研究员带领无机光电功能晶体材料研究团队,提出了对称击穿中固相相变激发极化效应的策略,并在此基础上构建了一系列新型极性光电功能晶体材料;优秀青年研究员奖、研究所研究员孙志华主持的“百人团队”“春苗特长”和福建省优秀青年基金项目资助。

最近,该团队基于固相转变对称性激发极化效应的设计策略,获得了一种钙钛矿结构的铁电晶体,在相变过程中阳离子离子沿极轴排列,与金属骨架具有很强的极化效应在光照条件下,晶体表现出各向同性半导体的光电特性,晶体沿金属骨架层的二维方向产生明显的温度依赖性光伏电压和光伏电流,进一步的结构分析表明,这种材料的铁电极化效应对其光电性能起着决定性的作用,研究结果发表在德国《应用化学杂志》上铁电半导体光电晶体材料将有效拓展无机/有机矿化钛材料在光伏太阳能和光电探测方面的潜在应用。

早期,在勘探过程的早期,基于晶体结构转变机制,科学家们利用极化效应的特性引起的对称性破缺的固态相变,开发了一种构建固态频率晶体开关的新方法,并将这种策略应用于塑料相变材料体系,获得了超高开关比双频开关晶体材料,同时获得了具有自发极化的铁电材料,并成功地将铁电材料应用于高灵敏度的热释电探测。

此外,该团队还利用bo3和po4功能性原始化学合成了中心对称结构化合物,获得了一系列紫外和深紫外非线性光学晶体材料,包括无层状习性系列硼酸铍深紫外非线性光学晶体材料的研制和磷酸盐深紫外非线性光学晶体材料的拓展。

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