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杂化碘化锗六方钙钛矿中优异的铁电性与非线性光学响应

材料科学 2023-05-22 v1

摘要

丰富的化学多样性和结构可调性使有机-无机杂化钙钛矿(OIHPs)成为铁电体的富矿。然而,相较于BaTiO3_3等无机对应物,其铁电关键性能——包括大自发极化(PsP_s)、低矫顽场(EcE_c)和强二次谐波生成(SHG)响应——长期面临巨大挑战,阻碍了其商业应用。本文报道了一种准一维OIHP DMAGeI3_3(DMA=二甲胺),其在室温下具有显著铁电属性:大PsP_s为24.14 μ\muC/cm2^2(与BaTiO3_3相当)、低于2.2 kV/cm的低EcE_c,以及OIHP家族中最强SHG强度(约为KH2_2PO4_4(KDP)的12倍)。第一性原理计算揭示,其大PsP_s源于Ge2+^{2+}的立体化学活性4s24s^2孤对电子与有机阳离子有序化的协同效应,而其小DMA阳离子的低动能垒导致了低EcE_c。我们的工作将OIHPs的综合铁电性能提升至可与商用无机铁电钙钛矿相比拟的水平。

关键词

引用

@article{arxiv.2305.11721,
  title  = {Superior ferroelectricity and nonlinear optical response in a hybrid germanium iodide hexagonal perovskite},
  author = {Kun Ding and Haoshen Ye and Changyuan Su and Yu-An Xiong and Guowei Du and Yu-Meng You and Zhi-Xu Zhang and Shuai Dong and Yi Zhang and Da-Wei Fu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2305.11721},
  year   = {2023}
}