高介电响应稀土分子基铁介电材料研究

The research of high dielectric constant materials and ferroelectric storage media is a topic research in the field of information functional materials and microelectronics. The research finds that some special properties related to the polarization process, such as ferroelectric materials, piezoelectric materials. Because of the correlation between dielectric and ferroelectric properties, the study of the dielectric properties of materials is of practical significance for the further development of ferroelectric properties.. In this study, the organic ligands containing nitrogen, oxygen and polyether and the rare earth metal ions will be choose to form a series of high dielectric molecular compound. Otherwise we will discuss the effect of rare earth complexes in the synthesized and their structure, such as the geometry of the ligand, metal ion coordination trend, kinds of solvent, and the ratio between the reactants, reaction system pH value, and kinds of anions, organic or inorganic template types and synthesis method. For the same time, we will do a further test of the molecular basis of rare earth complexes to further expand the application of response dielectric complex. It will provide a new way for a class of high spontaneous polarization and high dielectric response, high phase transition temperature of ferroelectric material.

高介电常数材料与铁电存储介质的研究是当今国际上信息功能材料与微电子领域的前沿研究课题。研究发现一些介电材料具有与极化过程有关的特殊性能，如铁电材料、压电材料。由于介电和铁电具有一定的相关性，因此研究物质介电性对进一步开拓其铁电性能具有很现实的意义。. 本项目选择含氮、含氧、大环聚醚类有机配体与稀土金属离子组装，形成具有高介电相应的分子基稀土化合物。并且探讨反应中影响稀土配合物的合成和结构的因素，如配体的几何构型，金属离子的配位趋向，溶剂种类，反应物之间的配比，反应体系的 pH 值，阴离子种类，有机或无机模板种类以及合成方法等。同时对于有介电异样的分子基稀土配合物进一步做其它的一下测试，帅选出具有可逆相变铁电性能的材料，进一步拓展具有介电响应分子基稀土配合物的应用，为新一类高自发极化率、高介电响应、高相变温度铁电体的寻找提供一些新的思路。

选择含氮、含氧、大环聚醚类等有机配体与稀土金属离子组装，形成具有高介电响应的分子基稀土配合物。基于此，项目设计合成了8个稀土化合物材料，1个罕见的多级稀土分子铁电体，5个稀土四唑离子型介电开关化合物，2种基于稀土金属 Nd 和 Pr的多功能分子铁电体等，测试了这些化合物的铁-介电、热、非线性、荧光等性质，这些化合物均表现出可逆结构相变和可转换介电性质，并且具有良好的发光性能；合成了12个ABX3钙钛矿型化合物均具有可逆相变行为，其中10个具有高温相变，为分子基铁介电材料的发展提供了有效的策略。同时合成了7种离子型配位化合物，其中[(CH3CH2)3N(CH2Cl)][CrO3Cl]化合物，在340K附近发生了塑形相变，伴随着超高介电异常和巨大熵变，并且具有显著的CD信号。.课题组在Chemical Science；Chem. Commun.；Inorganic Chemistry； ACS Appl. Mater. Interfaces；Chinese Chemical Letters,; Chem. Eur. J.; Applied Materials Today; Chemistry-An Asian Journal； CrystEngComm.；Crystal Growth & Design; Inorganica Chimica Acta; New Journal of Chemistry; Chinese Journal of Structural Chemistry等上发表了SCI论文25篇，其中影响因子大于3.0的文章16篇，超额完成了各项考核指标；专利申请方面这4年内共申请了3个专利；在教学方面成功带领学生获得了4次奖项，两次为省部级，两次校级奖项；同时本人在2020年获得江西省科学技术进步奖省部级二等奖；在近4年中，独立培养研究生7位，同时已经毕业的研究生中有1位研究生考上了博士生，一位为拟录取，有1人获校级级优秀硕士论文，超额完成指标。.