一维卤化铅（锡）无机-有机杂化多色荧光极性晶态材料的控制组装和功能性质研究

极性晶体具有铁电、热电、压电、高介电常数以及非线性光学等技术上重要的物理性质，被广泛地用于制造各种微电子器件。多色荧光材料在平板显示、白光照明等领域有重要应用前景。本项目旨在设计合成在可见光谱区发射强荧光的N-氨基吡啶（喹啉、吖啶等）Schiff碱卤化物小分子发光体系；通过调变Schiff碱分子结构，控制Schiff碱与卤化铅（锡）组装，构筑一维卤化铅（锡）无机-有机杂化多色荧光极性晶态材料，研究目标化合物的功能性质。结合理论分析，建立N-氨基吡啶（喹啉、吖啶等）Schiff碱的分子和电子结构与发光性质之间关联性；Schiff碱分子中取代基的立体、电子性质与极性晶体堆积结构之间的关联性，以及与极性晶体的铁电、热电、压电、介电及非线性光学等性质间关联性。解决杂化材料中无机激子与有机发光团电子能级之间匹配关系。为设计和定向合成多功能杂化材料提供理论和实验依据。

在本项目研究中，我们设计合成了18个N-氨基吡啶Schiff碱溴化物盐。在DMF溶液中，通过Schiff碱溴化物盐与溴化铅自组装，我们制备了18个钙钛矿型溴化铅基有机-无机杂化化合物，解析了其中15个杂化晶体的单晶结构。在15个杂化晶体中，7个晶体结晶于非心空间群，其中5个晶体具有极性结构。在15个杂化晶体中，无机构筑单元分别形成两类无机链，即，相邻溴化铅配位八面体（1）通过共用其三角形面形成[PbBr3]单链（2）通过共用其顶点和边形成[Pb2Br6]双链。N-氨基吡啶Schiff碱阳离子苯环上取代基的电子和空间结构（位阻）性质不仅影响无机构筑单元的聚集形式，而且也强烈影响阳离子彼此之间的相对取向。.在此工作基础上，分别通过用Cl和I离子取代杂化晶体中的Br离子，我们进一步得到了5个钙钛矿型混合卤化铅基有机-无机杂化晶体，其中4个杂化晶体结晶于极性空间群，且彼此异质同晶。在4个极性混合卤化铅基有机-无机杂化晶体中，相邻卤化铅配位八面体通过共用其三角形面形成[PbBr3]单链，而在另一个有心杂化晶体中，相邻卤化铅配位八面体通过共用其顶点和边形成二维无机层。.在20个N-氨基吡啶Schiff碱卤化铅杂化晶体的介电谱中，存在热诱导介电弛豫行为。在10个极性杂化晶体介电谱图上，部分杂化晶体出现介电反常。对极性杂化晶体电滞回线研究表明，所得到的杂化晶体可能是新的铁电体。.除N-氨基吡啶Schiff碱卤化铅杂化系列外，我们还探索了其它具有柔性分子构象的一价阳离子与碘化铅自组装杂化体系，并分别得到一个含[PbI3]单链、一个含[Pb2I6]双链杂化晶体。两个杂化晶体发射半导体特征的固体荧光。含[Pb2I6]双链杂化晶体不仅是潜在的白光材料，而且还具有可开关的离子电导性质。.通过该项研究，我们得出以下结论：（1）具有可调分子构象的有机阳离子与卤化铅自组装形成钙钛矿型杂化晶体是设计制备极性杂化晶体的有效策略（2）这类杂化晶体是潜在白光材料（3）此类极性晶体是新的杂化铁电体。