非中心对称配合物的铁电、压电与介电

Ferroelectric materials are widely used in radio communications, signal processing equipment, high-frequency ultrasonic medical imaging, and etc.; piezoelectric relates to the military, national defense and people's daily lives; dielectric material has been applied in capacitors in our daily lives. Ferroelectric materials are always piezoelectric, and ferroelectric materials always show interesting dielectric properties. Ferroelectric, piezoelectric and dielectric are closely linked and appear in our lives together.Non-centrosymmetric coordination compounds introduced by non-centrosymmetric or twisty organic ligands will show interesting dielectric properties, strong piezoelectric properties as well as ferroelectric. Piezoelectric and dielectric properties of the polar complexes may become more meaningful. The long distance and shrinkage between caion and anion result in good piezoelectric properties, the strong anisotropy of the dielectric, and multiferroic in the non-centerosymmetric complexes.

铁电材料被广泛运用于无线电通讯信号处理设备、高频超声波医疗成象及快存速取的设备中 ；压电作为与军事、国防与人们日常生活息息相关的性质；而介电材料在现实生活中作为电容器的应用更是不言而喻。铁电的材料总是具有压电，铁电材料总是展现有趣的介电性质。正因为如此，铁电、压电与介电三者密切的联系在一起，出现在我们生活的方方面面。配合物通过引入非中心对称的有机配体与中心金属离子配位很好的诱导配合物结晶在非中心对称或手性的空间群特别是极性的点群中，为进一步研究物质的铁电性质提供条件，同时针对铁电体相对应的有趣介电性质和强压电性质，该种极性配合物的压电和介电性质研究就变得更有意义。同时由非中心对称带来的化合物中正、负离子间距离及其收缩性大对应的良好压电性质、介电强各向异性，介电对客体分子的强感应性以及配合物易导入的"多铁性"都将成为非中心配合物研究的亮点。

有机-无机杂化材料特别是非中心对称的有机-无机杂化配合物长期以来一直是极具吸引力的研究热点，这主要归结于其具备有趣的物理性质和多功能性，而这些性质源自有机和无机组分在分子水平上的复合。近年来，人们广泛关注它们的介电性质和结构相变，因为这些性质使其在传感、环境监测、信号处理、数据存储等方面具有潜在应用。.我们用具有柔性结构的有机化合物与金属卤素化合物自组装构建了一系列的有机-无机杂化配合物。通过示差扫描量热分析（DSC），变温倍频效应（SHG）分析，变温变频介电谱测量，以及变温单晶结构分析等方法，发现了数个具有介电异样和结构相变性质的有机-无机杂化配合物。其主要成果有：(1)合成了层状有机-无机杂化结构配合物[C5H9NH3]4Cd3Cl10。该化合物发生了两个可逆的结构相变。介电性质表现出明显的介电各向异性和介电弛豫。该成果发表在Inorganic Chemistry上。(2)合成了一维有机-无机杂化配合物[C3H4NS][CdCl3]。该化合物发生了两个可逆的结构相变，伴随有明显的介电异样和介电弛豫性质。该成果发表在Journal of Materials Chemistry 上。(3)合成了非中心对称的有机-无机杂化配合物 [NH3(CH2)5NH3]SbCl5。该化合物表现出由对称性破缺相变引起的固相二阶非线性开关和介电开关行为。该成果发表在Chemical Communications上。(4)合成了非中心对称的有机-无机杂化配合物 [NH3(CH2)5NH3]SbBr5。该化合物在366.5 K发生了一个由中心对称到非中心对称的对称性破缺相变，表现出明显的二阶非线性响应和介电异样。该成果发表在Crystal Growth and Design上。这些发现为探索新的多功能非中心对称有机-无机杂化配合物指明了方向。