福建物構(gòu)所極性光電功能分子晶體材料研究獲進(jìn)展

  塑性晶體是一類同時具有晶態(tài)和液態(tài)性能的固態(tài)材料，可以看作材料在晶態(tài)到液態(tài)轉(zhuǎn)變過程的中間過渡態(tài)，在結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)出長程晶格有序、短程取向無序的特點。這種結(jié)構(gòu)特征導(dǎo)致塑性晶體往往表現(xiàn)出較為獨(dú)特的性能，如較大的離子遷移率和高的電導(dǎo)率等，因此在鋰離子電池、燃料敏化電池等領(lǐng)域引起了人們的研究興趣。但是，對于塑性晶體材料光電性能的研究還比較欠缺，尤其是對材料宏觀光電性能的調(diào)控仍然非常少見。

　　中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所光電材料化學(xué)與物理重點實驗室羅軍華課題組在國家自然科學(xué)基金、中科院“百人計劃”和副研究員孫志華主持的福建省杰出青年基金和海西研究院“春苗”人才專項等項目支持下，利用塑性晶體的結(jié)構(gòu)特性，基于材料的塑性相變過程誘導(dǎo)產(chǎn)生強(qiáng)的極化效應(yīng)，實現(xiàn)了對晶體材料非線性光學(xué)效應(yīng)的可逆“開/關(guān)”調(diào)制，獲得了高達(dá)~150的倍頻開關(guān)比。通過變溫單晶衍射、差示掃描量熱法、變溫介電和變溫磨角固體核磁等實驗，揭示了該塑性分子晶體材料自發(fā)極化產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)起源，闡明了非線性光學(xué)效應(yīng)的“開/關(guān)”作用機(jī)制，相關(guān)研究成果以通訊形式發(fā)表在J. Am. Chem. Soc. (2015, DOI: 10.1021/jacs.5b11088)上，該研究成果為新型極性光電功能分子晶體的研制提供了新的研究思路，也將有利于進(jìn)一步拓展塑性晶體材料的應(yīng)用發(fā)展。

　　此前，該研究團(tuán)隊在極性光電功能晶體方面取得了系列研究進(jìn)展?；诜肿硬牧系墓腆w結(jié)構(gòu)相變誘導(dǎo)產(chǎn)生強(qiáng)自發(fā)極化效應(yīng)，隨后將材料的應(yīng)用拓展到熱釋電探測（Adv. Mater., 2015, 27, 4795）、非線性倍頻開關(guān)（Adv. Mater., 2013, 25, 4159； Adv. Opt. Mater. 2014, 2, 1199）、鐵電極化（Angew. Chem. Int. Ed., 2012, 51, 3871）和介電常數(shù)調(diào)制（Adv. Funct. Mater., 2012, 22, 4855）等領(lǐng)域，并嘗試開展了相關(guān)光電晶態(tài)材料的薄膜器件化研究工作（Chem. Mater. 2015, 27, 4493）；另外在硼酸鹽（J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 2207；Nat. Commun., 2014, 5, 4019）和磷酸鹽（J. Am. Chem. Soc., 2014, 136(24), 8560；Angew. Chem., Int. Ed., 2015, 54(14), 4217）深紫外非線性光學(xué)晶體材料研究方面也取得一系列進(jìn)展。