分子基介电-铁电相变材料的合成与性质研究

对分子基介电-铁电相变材料的研究是目前多功能分子材料研究的一个热点前沿领域。分子基介电-铁电相变材料不但对于基础科学的研究具有重要意义，而且其在众多的领域具有广泛的潜在应用价值。本项目以相变理论为指导，采取自下而上的合成策略，通过对晶体功能结构单元的构建和剪裁来探索各种结构单元对其介电-铁电性能影响，进一步调控合成具有优良铁电和介电性能的分子基相变材料，并从中总结出一些初步规律。

在本项目资助下，我们圆满的完成拟定的研究计划,得到了预期的研究成果，具体研究成果概述如下：. 我们以单质子化的1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷(dabco)和氯化铜调控生长得到了具有Jahn-Teller效应的三角双锥结构的分子铁电化合物[Cu(Hdabco)(H2O)Cl3]；以2,6-二异丙基苯胺，冠醚（18冠6）和高氯酸根离子构建了具有良好的介电和铁电性能的包和物分子功能材料； 以2,4,6-三甲基基苯胺阳离子和高氯酸根阴离子为构筑块探索合成了具有良好的介电和铁弹性能的相变化合物。 基于CdCl2和多种环状胺设计合成得到了具有钙钛矿结构的分子基铁电化合物[C5H9–NH3][CdCl3]和具有介电和非线性光学开关响应特性的一维有机-无机杂化相变化合物[C6H11NH3]2CdCl4以及具有频率响应特性的介电驰豫型二维有机-无机杂化相变化合物[C5H9NH3]4Cd3Cl10。以上这些工作进一步证明了基于分子层面来进行设计新型多功能材料的可能性，对于寻找各种具有新颖功能的材料，无疑将提供极大的便利和可能性。同时它为寻找新型的铁电和电介质功能化合物提供了经验积累和可行的策略。. 我们通过变温单晶衍射仪，示差扫描量热仪（DSC），介电测试仪，铁电材料测试系统对以上制备得到的分子材料的结构，热学性质，介电铁电性和非线性光学性质进行全面的测量分析。证明了从结构与功能的关系来设计铁电体和介电相变化合物的可能性，实现了通过晶体结构的构建和剪裁对分子基介电-铁电功能材料的介电或者铁电性质进行有效的调控，为功能分子材料理论研究和应用推广起到了一定的推动作用。