【摘 要】
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铁电材料是一类具有自发极化性质,并且极化方向能够被外电场翻转的功能型材料,兼具介电、压电、热释电材料性质,因此可以广泛地应用于制造随机存储设备、场效应晶体管、压电感应器、非线性光学感应器、电容器、热电探测器、热电成像设备等等。相对于制备工艺复杂、对人体和环境有毒害作用的无机铁电材料,有机铁电材料具有更多的优势,它不仅制备过程简单环保、质量轻便,甚至可以归为柔性电子材料,在可穿戴设备蓬勃发展的今天,
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铁电材料是一类具有自发极化性质,并且极化方向能够被外电场翻转的功能型材料,兼具介电、压电、热释电材料性质,因此可以广泛地应用于制造随机存储设备、场效应晶体管、压电感应器、非线性光学感应器、电容器、热电探测器、热电成像设备等等。相对于制备工艺复杂、对人体和环境有毒害作用的无机铁电材料,有机铁电材料具有更多的优势,它不仅制备过程简单环保、质量轻便,甚至可以归为柔性电子材料,在可穿戴设备蓬勃发展的今天,有机铁电材料具有更为广阔的应用前景,这不仅体现在微电子领域,还囊括了医药、生命科学等新兴行业。有机铁电体材料起源于20世纪20年代首个铁电体罗息盐的发现,往后的大半个世纪中,有机铁电材料一直默默无闻,被无机铁电体（BaTi03、PbTi03）盖过了风头。正是最近几年,尤其是2013年《Science》报道,二异丙胺溴饱和极化强度可以和BaTiO3媲美,才掀起了这场“淘金热”。此后,诸多新型有机铁电材料相继涌现,如 MDABCO（N-methyl-N’-diazabicyclo[2.2.2]octonium）-ammonium triiodide 和[S-1-（4-chlorophenyl）ethylammonium]2PbI4,各异的优良性质令人目不暇接。4-氨基吡啶·高氯酸晶体曾经被证实是一种热释电体,在246 K温度下发生相变,但由于难以获得高质量的单晶,APP的铁电性一直未被发现,人们也无法解释在246K温度时,晶体的微观结构发生了怎样的变化。我们的工作围绕4-氨基吡啶的衍生物,展开了探索和研究。主要有以下两个方面的工作:一、制备高质量的4-氨基吡啶·高氯酸晶体（以下简称:APP）,经证实APP是一种新型分子基铁电体。APP在246 K的发生了顺电-铁电的相变,具有介电开关效应,在相变温度246 K以下,具有标准的电滞回线,自发极化强度可达1.0μC/cm2,矫顽场为0.67kV/cm,顺电相为P21/c空间群,而铁电相空间群为P21,其铁电性就源于4-氨基吡啶的N原子与高氯酸根离子上的O原子形成氢键,从而固定住两者的相对位置,使整体的极化值不为0,产生了宏观的自发极化现象。二、制备4-氨基吡啶的另一种衍生物,4-氨基吡啶·氢碘酸（以下简称:API）晶体,发现API在276 K左右发生相变,在相变温度以下,具有标准的电滞回线,具备铁电体的特征,以温度为203 K时的电滞回线为例,饱和极化强度可达1.4μC/cm2,矫顽场约为0.50 kV/cm。在相变温度附近,API晶体的介电常数呈现迅速突变,并随着频率出现弥散型变化特征。
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