Angew：将小尺寸阳离子合金化引入低维钙钛矿结构实现多轴铁电体与增强的光热释电性能

来源：知光谷发布时间：2025-09-15 09:23:59

光活性铁电体在构建高性能光电器件方面展现出巨大潜力。铋基卤化物因其独特的结构多样性和灵活性，正成为一个新兴的铁电体亚类，然而关于其光-铁电耦合的研究仍极为稀缺。

本文中国科学院大学刘毅和孙志华等人通过将有机混合阳离子合金化引入铋基原型结构中，设计出一系列具有强光热释电效应的新型多轴铁电体，其中以(BZA)₂(DMA)BiBr₆（1，BZA为苄铵，DMA为二甲铵）最为典型。小尺寸DMA⁺阳离子的动态运动提供了打破3mFm对称性的驱动力，从而赋予其6个等效极化方向的多轴铁电性。

值得注意的是，1在宽紫外至近红外光谱范围（266–980 nm）内表现出光热释电效应，并与铁电体体光伏效应耦合，产生高达～4800%的光电流增强比，远超已知铁电材料。该研究为设计新型光活性铁电材料用于智能光电器件提供了新思路。

文章亮点

多轴铁电性与对称性破缺：通过合金化小尺寸DMA⁺阳离子，成功实现从高温顺电相（P3m1）到低温铁电相（Pc）的3mFm型对称性破缺，获得具有6个等效极化方向的多轴铁电体。
宽谱光热释电响应：材料在266–980 nm紫外-近红外范围内均表现出显著的光热释电效应，突破带隙限制，实现超宽带光电探测。
光电流增强比创纪录：铁电光伏效应与热释电效应协同耦合，光电流增强比高达～4800%，为已知铁电材料中的最高值之一。