柔软似皮肤的光电器件、极其微小的纳米机器人……这些看似有些梦幻的技术，将因世界首例“无金属钙钛矿型铁电体”材料的问世而变为现实。

7月13日，东南大学熊仁根团队、游雨蒙课题组在“分子铁电材料”领域再次取得重要研究进展，他们首次发现无金属钙钛矿型铁电体，为钙钛矿这一重要的材料家族增添了新的成员，相关研究结果于13日在《科学》杂志在线发表。

常见的钙钛矿材料主要有两种，无机钙钛矿和有机—无机杂化钙钛矿。从打火机到航天飞机等先进设备都需要这类材料的应用。但这两类钙钛矿材料均带有金属元素，加大了其加工、制备的困难。甚至，某些金属元素（比如铅）会造成严重的环境问题。

多年来，人们一直在寻找钙钛矿家族中的第三类——全有机钙钛矿材料，即无金属钙钛矿。东南大学的分子铁电团队经过多年攻关，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。

由于没有金属元素，无金属钙钛矿材料将具备柔韧性、易加工、低能耗，低污染等特质，其内在的有机组成能为该材料带来更广泛的应用前景。

值得一提的是，团队还合成了4种材料的左手对映体、右手对映体及外消旋化合物，并分别证明了它们的铁电性。目前，左手性、右手性和无手性的化合物同时具有铁电性的例子还未有过相关报道。这类材料也将在数据存储、光量子通信等领域中获得更广阔的应用前景。

论文链接：

Heng-Yun Ye, et al, "Metal-free three-dimensional perovskite ferroelectrics," Science 13 Jul 2018:Vol. 361, Issue 6398, pp. 151-155, DOI: 10.1126/science.aas9330

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