對于有機無機雜化鈣鈦礦鐵電體，有機陽離子的有序-無序運動是驅(qū)動鐵電相變的關(guān)鍵因素，提高這種旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的雜化鈣鈦礦鐵電的相變能壘可以顯著提高其居里溫度。基于此前研究，中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所結(jié)構(gòu)化學(xué)國家重點實驗室“無機光電功能晶體材料”研究員羅軍華團隊通過向體系內(nèi)引入大尺寸芳香族陽離子的分子設(shè)計策略，發(fā)展出具有高居里溫度的“綠色”非鉛雙層雜化鈣鈦礦光鐵電體——(C6H5CH2NH3)2CsAgBiBr7，其相變居里溫度和飽和極化強度分別達到483 K和10.5C·cm-2，其高居里溫度在目前報道的二維多層雜化鈣鈦礦鐵電體中是最高的，大幅度拓寬了此類鐵電體的工作溫度。與南京大學(xué)副教授陳爽團隊合作進行的理論計算分析發(fā)現(xiàn)，該化合物的高居里溫度來源于晶體結(jié)構(gòu)中芳香族陽離子引起的高相變能壘。此外，得益于結(jié)構(gòu)特性和鐵電引起的體光伏效應(yīng)，該化合物還表現(xiàn)出優(yōu)秀的光電性能，其單晶器件表現(xiàn)出大的光電探測開/關(guān)比(104)和明顯的零偏壓光電流。該工作首次報道了具有高居里溫度(483 K)的多層雜化非鉛雙金屬鈣鈦礦光鐵電體，為合理設(shè)計具有優(yōu)異半導(dǎo)體性能的高居里溫度光鐵電材料提供了新思路。

相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《美國化學(xué)會志》上。

引入芳香族陽離子設(shè)計高居里溫度二維多層雜化鈣鈦礦光鐵電體