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Angew. Chem.:在钙钛矿晶体中实现可调控的铁电性以用于多向自驱动光电探测2025-05-20
卤化物钙钛矿铁电材料因其独特的自发极化特性,被广泛应用于太阳能电池、光电探测等领域。而其中,多极轴铁电体因具备多等效极化方向,成为多功能应用领域备受瞩目的“明星选手”。然而,如何设计与调控多极轴铁电材料,一直是铁电相关研究领域的热点。

近日,中国科学院福建物质结构研究所李丽娜等创新性地采用无机层数调控策略,设计出一系列二维同源钙钛矿材料OA₂Csₙ₋₁PbₙBr₃ₙ₊₁(OA=正辛铵,n=1-3),成功实现了从非铁电性到多极轴铁电性的精准调控:OA₂PbBr₄(n=1):非铁电体;OA₂CsPb₂Br₇(n=2):单极轴铁电体;OA₂Cs₂Pb₃Br₁₀(n=3):多极轴铁电体。

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其中,基于多极轴铁电体(OA)2Cs2Pb3Br10单晶构筑的光电探测器展现出了多方向高性能的自驱动光电探测能力,且响应度和探测率随着层数的堆叠得到了明显的提升。(OA)2Cs2Pb3Br10自驱动光电探测响应度达31.5 mA/W,探测率为1.34×1010 Jones。

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该研究成果不仅揭示了无机层调控在铁电性调节中的巨大潜力,也为开发多轴铁电钙钛矿材料提供了高效路径,助力新一代高性能光电器件的蓬勃发展。

文信息

Realization of Tunable Ferroelectricity in Perovskite Crystals for Multidirectional Self-Driven Photodetection

Zhijin Xu, Jing Liang, Tianqi Chen, Xin Dong, Haotian Wen, Jie Qin, Minmin Wang, Junhua Luo, Lina Li

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202425653