新华社南京7月13日电(记者陈席元)国际顶级学术期刊《科学》13日在线发表了中国东南大学最新研究成果,该校熊仁根、游雨蒙等人成功制备出全有机钙钛矿型铁电体,将《科学》2002年预言的第三类不含金属阳离子的全有机钙钛矿材料变为现实。

据介绍,常见的钙钛矿材料主要分为无机钙钛矿和有机-无机杂化型钙钛矿两类,它们均带有金属元素。2002年,《科学》曾构想的全有机钙钛矿材料,可以大大降低制备加工的难度,在薄膜、柔性、生物兼容性等方面具有优良特性。

当时,《科学》明确提出可以利用手性分子组装具有手性对映体的全有机钙钛矿材料。所谓手性,是指一个物体不能与其镜像重合,比如人的左手就不能与互为镜像的右手重合。

“手性是宇宙里的普遍特性,它不单体现在生命的产生和演变过程中,也存在于基本粒子中。杨振宁和李政道1957年获得诺贝尔奖的成果就与手性有关。”游雨蒙说,“但十多年过去了,全有机钙钛矿材料的发展一直止步不前。”

此次,东南大学研究人员利用带电分子集团取代无机离子,成功制备出一大类共计23种全有机新型钙钛矿材料,其中4种材料的左、右手对映体及外消旋化合物都被证明有铁电性。

游雨蒙说,由于全有机钙钛矿材料具有多变的结构和组分,铁电性质独特,这类材料在数据存储、逻辑运算、光量子通信、光学雷达、能源转换等领域具有广阔的应用前景。

“该成果被《科学》发表,不但将10余年前的预言变为现实,为钙钛矿这一重要的材料家族增添了新的成员,同时也为铁电材料研究打开了新的思路。”熊仁根说。