新型分子基晶态相变材料的设计与介电调控

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分子基晶态材料因其丰富的结构转变以及物化性质多样性而得到了广泛的研究,它的结构相变通常是由于由孤立的卤代金属盐阴离子、有机阳离子或结晶溶剂等在外部刺激触发的大自由度的运动造成的。探索结构相变中所起的作用的组分在研究基本物理现象和探索电子方面具有潜在的应用价值。能够自动响应外部环境刺激(热、光、电等)的智能响应材料吸引力了许多科研人员的兴趣,这些材料在分子开关、传感器、辐射检测装置、光电设备和智能能源管理等领域具有深远的应用价值。为了探索与发现具有多种响应模式和逻辑控制特性的新型响应材料,我们合成并研究了下列八种晶体化合物:[Habf]2[ZnCl4]·2H2O(1)、[Dabf]2[ZnCl4]·2D2O(2)、[Habf]2[ZnBr4]·2H2O(3)、[C7H15N2O]2[MnCl4](4)、[C7H15N2O]2[CoBr4](5)、[C8H9N2]2[ZnCl4]·H2O(6)、[C6H16N2](18-crown-6)[CdBr4](7)、[C8H8NO4](18-crown-6)[Cl O4](8)。我们对以上合成的材料进行了介电性能、X射线单晶衍射、粉末衍射、荧光性质和DSC等一系列物化性质测试,结果表明化合物1和2具有相似的可逆结构相变,DSC结果中氘代化合物2无明显的同位素效应证明了1的可逆结构相变是由结晶水中氧原子的有序-无序变化机制引起,1在相变点附近的呈现伴有弛豫的阶梯状介电异常和光/电/热三转换开关特性。化合物4在293 K时结晶于三方晶系P3221手性空间群,在升温和降温过程中表现出一对与DSC结果一致的可逆的阶梯状介电响应。其他的化合物在所测范围内均未发现明显的可逆相变。
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