【摘要】：多功能介電相變材料是一類具有應(yīng)激響應(yīng)行為的新型材料,其光電性質(zhì)在外界條件的刺激下極易發(fā)生高強(qiáng)度態(tài)和低強(qiáng)度態(tài)的雙穩(wěn)態(tài)切換,在智能控制、傳感、通信和光電開(kāi)關(guān)等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),這些光電性質(zhì)及變化與其晶體結(jié)構(gòu)息息相關(guān),晶體材料的相變往往伴隨著結(jié)構(gòu)中分子運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生,這種微觀的分子運(yùn)動(dòng)在相變點(diǎn)附近往往會(huì)引起熱力學(xué)、電學(xué)以及光學(xué)等相關(guān)物理學(xué)性質(zhì)的變化。我們嘗試以微觀分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)相變材料的介電雙穩(wěn)態(tài)切換、光致發(fā)光、電致發(fā)光、光電開(kāi)關(guān)等宏觀物理性能。在設(shè)計(jì)多功能介電相變材料過(guò)程中,我們發(fā)現(xiàn)冠醚骨架包合物中的各個(gè)組分都有很好的靈活性,在溫度的刺激下極易發(fā)生結(jié)構(gòu)無(wú)序。有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化的金屬鹵化物可以形成零維、一維、二維、三維的不同結(jié)構(gòu)骨架,在這些骨架中小分子胺極易發(fā)生運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)從而引起結(jié)構(gòu)相變。因此冠醚骨架包合物和有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化的金屬鹵化物都是非常有潛力的相變材料�；诠诿压羌芎陀袡C(jī)-無(wú)機(jī)雜化金屬鹵化物骨架,我們?cè)O(shè)計(jì)合成了一系列具有雙穩(wěn)態(tài)介電切換性能的相變材料,并對(duì)其結(jié)構(gòu)、相變及其光電物理性質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)的討論。(I)第二章,我們以冠醚(18-c-6)為骨架基礎(chǔ),環(huán)狀小分子胺(4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶)和無(wú)機(jī)酸為活躍組分,在水溶液中合成了新穎的高溫冠醚超分子相變材料[(TAP-NH3)·(18-crown-6)·0.5(H2O)]·2(C l O4)(1),該材料具有良好的高溫介電雙穩(wěn)態(tài)切換性能。并通過(guò)調(diào)控溶劑和陰離子組分成功得到低溫冠醚超分子相變材料2[(TAP-NH3)·(18-crown-6)]·4(Cl O4)·2DMF(2)和2[(TAP-NH3)·(18-crown-6)]·4(FSO3)(3)。(II)第三章,發(fā)現(xiàn)了具有高靈敏度的雙穩(wěn)態(tài)快速切換效應(yīng)的單晶材料[H2dabco][Cd C l2(SO4)](4)和普通雙穩(wěn)態(tài)切換單晶材料[H2dabco][Cd Br2(SO4)](5),這兩個(gè)一維鏈狀結(jié)構(gòu)的金屬鹵素硫酸鹽化合物在高低介電態(tài)之間呈現(xiàn)出優(yōu)異的介電“開(kāi)/關(guān)”性能。在此基礎(chǔ)上調(diào)控陽(yáng)離子和溶劑組分并利用混合溶液共沸法合成了結(jié)構(gòu)類似的高溫相變材料[H3N(CH2)3NH3]2[Cd Cl3H(SO4)2](6)和普通介電材料[H3N(CH2)3NH3]2[Cd Br3H(SO4)2](7)。(III)第四章,隨著研究的進(jìn)一步深入,我們嘗試通過(guò)分子設(shè)計(jì)在介電雙穩(wěn)態(tài)中引入光學(xué)性質(zhì),以錳金屬鹵化物為結(jié)構(gòu)骨架合成了具有光電雙重開(kāi)關(guān)性能的大尺寸晶體和柔性薄膜Im MC(Im MC=(HIm)6·[Mn Cl4·Mn Cl6])(8),其在溫度的刺激下可以進(jìn)行高低介電態(tài)和不同光致發(fā)光強(qiáng)度的同步“開(kāi)/關(guān)”切換。(IV)第五章,在制備薄膜的基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的篩選和嘗試,成功的將鐵電材料TMCM-Mn C l3(Me3NCH2Cl Mn C l3)(9)制備成多層結(jié)構(gòu)(ITO/PEDOT:PSS/納米Zn O/TMCM-Mn C l3/TPBI/Li F/Al)的電致發(fā)光器件,該器件在較高的電壓范圍內(nèi)(10-20V)呈現(xiàn)出穩(wěn)定的紅光,該器件的制備為后續(xù)鐵電和發(fā)光的光電耦合效應(yīng)研究奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB34

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本文編號(hào)：2720664