近日，中国科学院福建物质结构研究所在光铁电固溶体研究方面取得新进展，通过混合“限域”孔洞阳离子的策略设计制备了具有优异光电特性的卤化物钙钛矿光铁电固溶单晶（PA2FAxMA1-xPb2Br7，PA，FA和MA分别为CH3CH2CH2NH3+、NH2CHNH2+和CH3NH3+，0≤ x ≤1）。

光光铁电体是一类兼具铁电极化和优异的光电响应的晶体材料，与传统半导体材料相比其具有独特的体光伏效应（BPVE），在无源光电探测等领域备受关注。特别的是，光铁电体所具有的独特的体光伏效应能与其物理特性相互耦合产生新奇的铁电-光电耦合效应，在下一代光电器件中具有广阔的应用前景。新兴的二维卤化物钙钛矿是发展光铁电体的强有力候选材料，基于其体光伏及耦合效应已经实现了高灵敏的无源光电探测等功能。多组分固溶是一种调节材料结构和改善物理特性的有效策略，通过组分工程形成固溶体可以显著提高材料的综合性能。在氧化物铁电陶瓷及分子基铁电材料中，多组分固溶已广泛用来提升材料压电、热释电、光电等物理性能。借鉴于此，发展卤化物钙钛矿光铁电固溶体将为增强体光伏效应及铁电-光电耦合效应提供巨大的机会。

本工作中，研究人员通过混合“限域”阳离子策略，发展了卤化物钙钛矿光铁电固溶体（PA2FAxMA1-xPb2Br7，PA，FA和MA分别为CH3CH2CH2NH3+、NH2CHNH2+和CH3NH3+，0≤ x ≤1），实现了居里温度的宽范围调节。

图 PA2FAxMA1-xPb2Br7的差示扫描量热曲线(a)；及变温介电常数(b)；

x=0.7时，即PA2FA0.7MA0.3Pb2Br7，其居里温度接近室温。通过简单的溶液降温法，生长了该化合物的厘米级单晶。由于铁电-顺电相变附近介电响应、铁电极化等的急剧变化，该化合物在室温时表现出优异的热释电及电卡性能，热释电系数高达1.48 μC cm-2 K-1，优于当前报道的TGS及无机铁电固溶体等材料。进一步地，结合优异的热释电性能及体光伏效应，该化合物展现出明显的光热释电效应，实现了自驱动、高灵敏的光电探测。相较基于单纯体光伏效应的自驱动光电探测，响应度和探测率提高了1300%。该工作为设计光电-铁电耦合强的光铁电体及拓展其功能应用提供了新的研究思路。

图 PA2FA0.7MA0.3Pb2Br7的单晶照片(a); 电滞回线(b); 热释电性能(c)；及光热释电性能(d)；

相关工作以通讯形式发表在德国应用化学(Angew. Chem. Int. Ed.)，题目为“Centimeter-Size Single Crystals of Halide Perovskite Photoferroelectric Solid Solution with Ultrahigh Pyroelectricity Boosted Photodetection”。论文通讯作者为青促会化材分会会员刘希涛(第十批会员)。上述工作得到国家自然科学基金、中国科学院基础前沿研究计划、中国科学院青年创新促进会等项目的支持。

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