含有机膦盐分子的铁电与介电研究

Molecule-based ferroelectrics，different from the oxide ferroelectrics, have several advantages as shown in below: 1. Their structures and properties are controllable design and easy to tailor; 2.They are flexible and easy to bend to apply to flexible electric devices; 3. Mild and environmental synthesis conditions; 4. Light weight, will be applied in aerospace filed. The project intends to synthesize a series of novel molecular ferroelectrics using phosphonic salts as building blocks, through supramolecular interaction and blending diversities of d and f orbitals performance of inorganic compounds. Further, the project will study the structures, ferroelectric, dielectric and piezoelectric in depth,summarize the relationships between the structure and property,explore the mechanism of ferroelectric, and lay the foundation for the design and application of ferroelectric materials in future.

分子基铁电体与现运用较广的氧化物型铁电体不同，具有可设计剪裁、柔性可塑性强易弯曲、合成条件温和、材料环保、质轻等优点，通过可控设计与合成筛选，可望获得性能稳定优越的分子基铁电体，产生实际的应用价值。这方面的研究无论是对理论基础研究还是实际应用都具有非常重要的意义。本项目拟以含有机膦盐类阳离子为构筑块，通过超分子相互作用，并某些方面糅合无机化合物金属d和f轨道性能的多样性，合成一系列新颖的分子铁电体，并对其结构、铁电、介电与压电性质进行系统深入的研究，总结结构与性质之间的联系，深入探讨该类铁电体的铁电机理，为今后的铁电材料的设计和应用打下基础。

含有铵盐的分子铁电-介电体展现优异的铁电和介电性质，但含膦盐的分子铁电-介电体研究还在起步。我们注意到膦盐化合物具有与铵盐类化合物相类似的结构，但相对而言，磷原子较重，P-C 键长也比N-C 键长长，这微弱的不同一般不会影响相关材料的柔性，但却将影响化合物在固体结构中的堆积而产生新相。我们通过设计有机膦盐的结构，获得了系列新颖的含膦阳离子纯有机超分子化合物和有机-无机杂化化合物相变材料。通过P取代N，对材料的相变温度基本有大幅度的提高，同时物理性质也有显著的提升。通过对其热性质、荧光性质、介电性质、非线性光学响应、铁电性质、铁电（铁弹）畴等细致和深入的研究，发现了系列光、电、磁多功能开关材料。总结了结构和性质的关系。项目资助下共发表相关研究论文17篇，其中影响因子大于3的论文14篇。为分子基铁电-介电体的多功能性研究提供了有力依据，为进一步设计分子铁电-介电体提供了理论和实验基础。