研究人员创造了新型铁电塑料晶体,可以加速柔性有毒铁电晶体的发展

北海道大学研究人员开发的一种新型“塑料晶体”具有适合于存储相关应用的开关特性。

新合成的晶体在室温以上(a-b, e-f)是铁电晶体,在较高的温度(a到c)下会变成“塑料相”,这意味着高度可变形。每个分子的电极性可以在冷却时通过施加电场(c到e)向一个方向排列。Harada J. et al., 2016年7月11日,Nature Chemistry, DOI: 10.1038/NCHEM.2567)

对某些材料施加电场会使它们的原子从一个方向“切换”其电极化到另一个方向欧洲杯足球竞彩,使材料的一边是正的,另一边是负的。“铁电”材料的这种开关特性使其能够应用于广泛的领域。欧洲杯足球竞彩例如,铁电电容器被用来在存储设备中存储二进制数据。

日本北海道大学的研究人员开发了一种新型铁电塑料晶体,与目前使用的铁电晶体相比,这种晶体可以加速更灵活、更经济、毒性更小的铁电晶体的开发。

有机胺奎宁与高铼酸结合形成结晶盐奎宁高铼酸盐。高铼酸Quinuclidinium由球状离子分子组成,赋予晶体独特的特性。

该晶体在室温以上为铁电态,在较高的温度下变成一种可塑性更强的相。在较高的温度下,晶体中的分子具有随机不同的极性轴,但它们可以在晶体冷却时施加电场,使其回到铁电状态,从而朝着一个方向排列。

能够以这种方式控制极性,解决了以前研究有机化合物铁电晶体的研究人员所面临的主要挑战。它们比无机晶体更不对称,因此只能在一个方向极化,导致随机取向晶体的整体极化非常弱。

这种特殊晶体的一个明显优点是当加热时它能转变成可塑状态。这种可塑性与压裂,发生在普通有机和无机晶体机械应力时,非常便于使用的铁电薄膜的设备,如非易失性铁电随机存取存储器设备,电源关闭时保持记忆。

研究人员在发表在《自然化学》杂志上的论文中写道,探索由类似于奎因的分子组成的晶体可能会导致发现更多的铁电晶体。研究人员补充说,分子组成离子的化学修饰也可以提高它们的性能。

来源:https://www.oia.hokudai.ac.jp/

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